Ученые засняли работу нейронов внутри личинки дрозофилы

Биологи из Колумбийского университета (США) воспользовались микроскопом SCAPE (Swept Confocally Aligned Planar Excitation Microscopy), чтобы заснять работу нервных клеток личинки дрозофилы in vivo во время движения. Результаты опубликованы в журнале Current Biology.

Микроскоп SCAPE разработали в Колумбийском университете в 2015 году. В его основе лежит модернизированная технология оптическо-плоскостной микроскопии. Для работы с ним не требуется специальной подготовки, но при этом он способен производить трехмерную съемку живых объектов, перемещающихся в среде. Кроме того, он обладает высокой скоростью съемки, которая превышает показатели лазерных растровых микроскопов. Авторы отмечают, что благодаря ему они смогли рассмотреть сложные движения тела личинки одновременно с активностью нейронов внутри — все в режиме реального времени.

«Мы видели, что положение каждой клетки делало их чувствительными к определенным изменениям в форме тела. Когда мы выстроили цепь нейронных сигналов, заметили, что они сформировали последовательность сигналов, которые отражали движение каждой части тела», — рассказал один из первых авторов статьи Венце Ли (Wenze Li).

Ученые сосредоточились на проприоцептивных нейронах, которые отвечают за ощущение положения частей тела в пространстве относительно друг друга. В частности, они отследили, как одни нейроны активировались, когда тело личинки сжималось, а другие — когда, наоборот, растягивалось, при этом большинство из них сосредотачивалось на сокращении. Вместе с тем биологи определили, что работа нейронов не так избыточна, как считалось раньше. Если «отключить» один из них или даже несколько, движение личинки не прекращается, а лишь замедляется. Однако теперь стало очевидно, что каждая клетка играет специфичную роль в отслеживании различных аспектов деформации при движении.

Такое детальное исследование личинки дрозофилы, по мнению авторов, должно в конечном счете облегчить изучение нервной системы более сложных организмов, в том числе млекопитающих и человека.

Ранее ученые из Института биологических исследований Солка (США) воспользовались технологией выращивания плюрипотентных стволовых клеток (iPS-клетки), чтобы проследить за развитием кортикальных пирамидальных нейронов человека и обезьян. Такое сравнение нейронов показало возможную причину когнитивных различий между обезьянами и человеком.