خواندن ذهن یک عروس دریایی!

محققان مؤسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) با استفاده از یک جعبه ابزار ژنتیکی توانستند بخوانند که ذهن یک پری دریایی در سراسر بدن او پخش شده است.

همانطور که STD گزارش و نقل کرده است، مغز انسان دارای 100 میلیارد نورون است که 100 تریلیون اتصال ایجاد می کند. درک مدارهای دقیق سلول های مغز که تمام حرکات روزانه ما را تنظیم می کند، مانند حرکت بدن، پاسخ به ترس و سایر احساسات.

یک معمای فوق العاده پیچیده برای دانشمندان علوم عصبی است. اما اکنون سؤالات اساسی در مورد علوم رفتار عصبی شناختی را می توان از طریق چیزی بسیار ساده تر، مانند یک پری دریایی کوچک پاسخ داد.

محققان “کلتاک” اکنون نوعی جعبه ابزار ژنتیکی ساخته اند که برای بررسی مغز نوعی از پری دریایی طراحی شده است که در صورت رشد کامل حدود یک سانتی متر قطر دارد.

با استفاده از این جعبه ابزار، موجودات کوچک از نظر ژنتیکی اصلاح می شوند تا نورون های آنها به صورت جداگانه با نور فلورسنت در هنگام فعال شدن بدرخشند. شخصیت به طور طبیعی حرکت می کند و حرکت می کند، آنها تماشا می کنند.

به عبارت دیگر، محققان می توانند ذهن یک پری دریایی را هنگام تغذیه، شنا، فرار از دست شکارچیان و غیره بخوانند تا بفهمند مغز نسبتا ساده این حیوان چگونه حرکاتش را هماهنگ می کند.

وقتی صحبت از اشیاء مورد استفاده در آزمایشگاه ها می شود، پری دریایی بسیار دور از ذهن است. کرم‌ها، مگس‌ها، ماهی‌ها و موش‌ها برخی از رایج‌ترین موجودات مدل آزمایشگاهی هستند که همگی از نظر ژنتیکی بیش از هر گونه دیگر چتر دریایی به یکدیگر مرتبط هستند. در واقع، کرم ها از نظر تکاملی بیشتر از پری دریایی ها به انسان ها نزدیک هستند.

Brady Weisbord، محقق دکترا و نویسنده مسئول این مطالعه، می گوید: “عروس های دریایی یک نقطه مقایسه مهم هستند.” آنها به ما اجازه می دهند که سؤالاتی بپرسیم که آیا اصول علم اعصاب در همه سیستم های عصبی مشترک است یا خیر.

یا اولین سیستم عصبی ممکن است به چه شکلی باشد؟ با کاوش گسترده تر در طبیعت، ممکن است نوآوری های بیولوژیکی مفیدی را نیز کشف کنیم.

نکته مهم این است که بسیاری از پری های دریایی کوچک و شفاف هستند که آنها را به موجوداتی هیجان انگیز برای مطالعه علوم اعصاب تبدیل می کند. دلیل آن این است که ابزارهای مدرن و شگفت انگیزی برای تصویربرداری و دستکاری فعالیت عصبی با استفاده از نور وجود دارد و می توانید یک پری دریایی زنده را زیر میکروسکوپ قرار دهید و به یکباره به کل سیستم عصبی آن دسترسی داشته باشید.

مغز پری دریایی به جای اینکه در یک قسمت از بدن متمرکز شود، مانند مغز خودمان در سراسر بدن حیوان پخش می شود. قسمت های مختلف بدن پری دریایی می توانند به صورت متمرکز و ظاهراً دائما و بدون کنترل عمل کنند.

به عنوان مثال، هنگامی که دهان یک پری دریایی با جراحی خارج می شود، آن دهان می تواند بدون اتصال و بدون نیاز به بقیه بدن به خوردن ادامه دهد!

به نظر می رسد که استراتژی تکاملی غیرمتمرکز این بدن بسیار موفق است، زیرا پری دریایی ها صدها میلیون سال در سراسر قلمرو حیوانات زنده مانده اند. اما چگونه سیستم عصبی غیرمتمرکز حرکات پری دریایی را هماهنگ می کند؟

با بررسی واکنش‌های زنجیره‌ای درخشان که در نورون‌های این حیوان هنگام غذا خوردن رخ می‌دهد، محققان دریافتند که یک شبکه فرعی از نورون‌ها نوروپپتید خاصی (مولکولی که توسط نورون‌ها تولید می‌شود) تولید می‌کند که وظیفه انقباض در جهت داخل را بر عهده دارد. از بدن.

علاوه بر این، اگرچه شبکه نورون های پری دریایی در ابتدا پراکنده و بدون ساختار به نظر می رسید، اما محققان درجه شگفت انگیزی از سازماندهی را پیدا کردند که فقط با سیستم فلورسنت آنها قابل مشاهده بود.

«وایزبورد» توضیح می‌دهد: آزمایش‌های ما نشان داد که این شبکه به ظاهر پراکنده از نورون‌ها که در زیر بدن پری دریایی قرار دارند، در واقع به بخش‌هایی از نورون‌های فعال تقسیم می‌شوند که در برش‌هایی مانند برش‌های پیتزا سازمان‌دهی شده‌اند.

هنگامی که یک چتر دریایی یک میگو را با یکی از شاخک های خود شکار می کند، ابتدا نورون های “برش پیتزا” که در نزدیکی آن شاخک است فعال می شوند که به نوبه خود باعث می شود آن قسمت از چتر دریایی به سمت داخل جمع شود و میگو را بگیرد. دهان خود را.

نکته مهم این است که اگر حتی با میکروسکوپ هم به آناتومی یک پری دریایی نگاه کنید، این سطح از سازماندهی عصبی کاملاً نامرئی است. شما باید بتوانید نورون های فعال را روشن کنید تا آن را ببینید و این کاری است که محققان می توانند با این سیستم جدید انجام دهند.

“وایزبورد” تاکید می کند که این مطالعه تنها یک شناخت سطحی از درک مجموعه کامل حرکات پری دریایی است. و می‌گوید: در کار آینده‌مان، می‌خواهیم از پری دریایی به‌عنوان تختی انعطاف‌پذیر استفاده کنیم تا بفهمیم دقیقاً چگونه حرکات توسط کل سیستم عصبی ایجاد می‌شود.

در زمینه غذا خوردن، درک نحوه هماهنگی شاخ و دهان پری دریایی با یکدیگر به ما این امکان را می دهد تا به مشکلات مهم تری در مورد عملکرد ماژول ها در سیستم عصبی و نحوه هماهنگی این ماژول ها با یکدیگر بپردازیم.

هدف نهایی نه تنها درک سیستم عصبی پری دریایی است، بلکه استفاده از آن به عنوان سکوی پرشی برای درک سیستم های عصبی پیچیده تر در آینده است.مقاله شرح این مطالعه جدید در مجله Cell منتشر شده است.