W niedawno opublikowanym artykule, który pojawił się w magazynie Science, naukowcy z amerykańskiego Johns Hopkins University oraz brytyjskiego University of Cambridge pochwalili się wynikiem swoich prac, publikując zdjęcie mózgu larwy muszki owocówki. Cały układ składa się z 3,016 tys. neuronów połączonych ze sobą 548 tys. synaps, dzięki którym to komórki mózgowe są w stanie komunikować się ze sobą.
Synapsy w tym układzie pełnią funkcję przekaźnika. Jak twierdzą naukowcy w informacji prasowej na stronie University of Cambridge, substancje chemiczne zawierające informacje przenoszone są z jednego neuronu do drugiego. Dlaczego zdecydowano się na mózg larwy zamiast w pełni rozwiniętego organizmu? Okazuje się, że struktury mózgowe tych organizmów są podobne do struktur mózgowych dorosłej muszki owocowej oraz innych większych owadów.
How does the brain work? 🧠
Today, scientists reveal the first complete brain wiring map in a relatively complex animal.
The map can help understand how signals travel through the brain to drive behaviour and learning 👇@PDN_Cambridge @CamZoology @MRC_LMB
— Cambridge University (@Cambridge_Uni) March 10, 2023
Ponadto mózg ma również różne zdolności behawioralne, włączając w to uczenie się i wybór działań, a to właśnie na tym najbardziej zależało naukowcom. Dzięki stworzonej mapie będzie można sprawdzić, jak dokładnie reagują neurony podczas wykonywania różnego rodzaju czynności.
Budowa obwodu mózgowego wpływa na obliczenia, które mózg może wykonać. Dotychczas jednak nie widzieliśmy struktury żadnego mózgu, za wyjątkiem prostych organizmów. Obecnie możemy zacząć zdobywać prawdziwą wiedzę o mechanizmach rządzących sercem układu nerwowego.
Wcześniej naukowcy zdołali stworzyć się mapę mózgu prostych organizmów takich jak np. glisty, których centralny element układu nerwowego złożony jest zaledwie z kilkuset neuronów. Jak zatem schemat mózgu larwy muszki owocówki mógłby pomóc w zrozumieniu działania tego organu u ludzi? Na obecną chwilę stan technologii nie pozwala nam na tworzenie map mózgów złożonych gatunków takich jak duże ssaki.
Mózgi wszystkich gatunków muszą wykonywać wiele złożonych czynności takich jak przetwarzanie informacji sensorycznych, uczenie się czy wybór pożywienia. Ponadto odpowiadają za poruszanie się po swoim środowisku. W taki sam sposób, w jaki geny są konserwowane w całym królestwie zwierząt, podstawowe wzorce neuronów oraz synaps, które napędzają te podstawowe zachowania, także zostają zachowane.
Grupa naukowców planuje teraz wykorzystać stworzoną przez nich mapę do dokładnej analizy zachowań owadów i dowiedzieć się, w jaki sposób zachodzi u nich proces uczenia się bądź poznawania nowych rzeczy.
