Ученые «прочли» мысли медузы
Мозг человека состоит из 100 миллиардов нейронов, имеющих 100 триллионов связей. Понимание всей полноты этих связей – загадка для нейробиологов. Однако понять некоторые проблемы, связанные с неврологией поведения, можно с помощью простых организмов. Так, исследователи разработали генетический набор инструментов для работы с Clytia hemisphaerica, видом медуз, диаметр которых – всего 1 сантиметр. Медузы были генетически модифицированы таким образом, что их нейроны по отдельности светились флуоресцентным светом при активации. Так как медуза прозрачна, ученым удобно наблюдать за нейронной активностью животного. Исследователи таким образом «читают» мысли существа, когда оно питается, плавает или же уклоняется от хищников, и анализируют, как простой мозг животного координирует его поведение.
Исследование проводилось в основном в лаборатории Дэвида Дж. Андерсона, руководителя кафедры Института нейронаук Тяньцяо и Крисси Чен, исследователя Медицинского института Говарда Хьюза и директора Института нейронаук Тяньцяо и Крисси Чен.
У медуз нет централизованного мозга, нейроны распределены в виде диффузной сети по всему телу. Ученые исследовали нейронные цепи, лежащие в основе поведения животного при питании. Изучая светящиеся цепные реакции, происходящие в нейронах животных во время еды, команда определила, что за пространственно-локализованное складывание тела внутрь отвечает отдельная подсеть нейронов. Эксперименты показали, что сеть нейронов, лежащая в основе кругового зонтика медузы и кажущаяся разрозненной, на самом деле делится на участки активных нейронов.
«Важно отметить, что этот уровень нейронной организации совершенно невидим, если смотреть на анатомию медузы даже с помощью микроскопа. Чтобы увидеть его, нужно уметь визуализировать активные нейроны, что мы и можем сделать с помощью нашей новой системы», – поясняет Дэвид Дж. Андерсон.
Конечная цель ученых – не только понять, как устроена нервная система медузы, но и использовать эти знания для понимания нервных систем более сложных организмов.Статья с описанием нового исследования появится в журнале Cell. Фото: B. Weissbourd.