Биологи «расшифровали» нервную систему гидр — Naked Science
6 минут
Редакция

Биологи «расшифровали» нервную систему гидр

Исследователи из Колумбийского университета разработали технику, которая позволила зарегистрировать активность всех нейронов в теле гидр.

giphy
©Wikipedia

Гидры (Hydra) — род пресноводных кишечнополостных, обитающих в реках с медленным течением и стоячих водоемах. При длине тела от одного до 20 миллиметров в ходе эволюции эти животные обзавелись нервной системой одними из первых. Известно, что она представляет собой равномерно распределенную по телу сеть из нескольких тысяч нейронов, однако точная структура этой системы изучена недостаточно. По современным представлениям, нейроны гидр образуют два нервных контура: первый отвечает за резкое сокращение, что выглядит как сворачивание тела из стебля в шар. Второй контур обеспечивает ритмические потенциалы — сокращение в радиальном направлении, или вытягивание. В то же время, гидры способны на более сложную активность, например охоту и реакцию на свет. В последнем случае животное «кивает», вытягивается или двигается в направлении источника света, при этом нейронный субстрат таких маневров неясен.

 

Чтобы устранить этот пробел, американские ученые использовали современные молекулярные методы. В основу описанной техники легла визуальная детекция возбуждения нейронов с помощью внутриклеточных сенсоров кальция — ионы кальция выбрасываются в цитоплазму в ответ на активацию клетки. Прозрачность тела гидр при этом делает их оптимальным модельным организмом для подобных исследований. Авторы вывели трансгенных животных, нейроны которых содержали сенсор кальция. Затем они фиксировали активность гидр на видеокамеру и, после обработки измерений, сопоставили показатель с уровнем возбуждения каждой клетки. Таким образом удалось определить нейронные сети, специфические для разных поведенческих реакций, фактически впервые полностью визуализировав процесс работы нервной системы животного, пусть и относительно простого.

 

Нервная система гидры / ©Christophe Dupre et al., Current Biology, 2017

 

Анализ показал, что нервный контур, который обычно обеспечивает сокращение в радиальном направлении, состоит из двух частей: один отвечает за ритмические потенциалы, а другой задействуется в ответ на освещение, что выражается в движении по направлению к его источнику. Третья функциональная цепочка, как и предполагалось, ассоциируется с резким сокращением. Также ученые выявили группу нейронов, ответственных за «кивание» гидр, — они локализованы под щупальцами. Примечательно, что все нервные клетки животных принадлежат к строго определенному контуру, и последние не пересекаются друг с другом. По словам биологов, полученные данные указывают на то, что им удалось реконструировать полную карту нейронной активности гидр (о мозге речь не идет, поскольку нервная система Hydra децентрализована).

 

Между тем ряд специалистов отнеслись к перспективе использования гидр в качестве модельных организмов наряду с рыбами данио-рерио или мышами скептически. Однако тот факт, что эти животные обладают древнейшей, с точки зрения эволюции, нервной системой, данные о ее структуре и механизмах работы могут помочь в изучении базовых процессов, лежащих в основе более сложных систем.

Статья опубликована в журнале Current Biology.

 

Видеосюжет об исследовании / ©New Scientist

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 20:30
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

Вчера, 14:08
8 минут
Александр Березин

Исследователь из Гарварда проанализировал вероятность полного оледенения всей поверхности — включая экватор — для планет земного типа. Оказалось, это частый сценарий. И он может быть причиной уничтожения всей сложной жизни. Работа показывает неожиданную уязвимость нашей планеты для такого хода событий. По расчетам, в последние 20 тысяч лет Земля прошла буквально в нескольких градусах от полного и постоянного оледенения, исключающего выживание крупных наземных многоклеточных.

Позавчера, 18:38
14 минут
Василий Парфенов

Новое масштабное журналистское расследование собрало воедино самые вопиющие факты коррупции, махинаций с официальной статистикой и игнорирования пандемии на государственном уровне.

13 апреля
5 минут
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, строительству российской орбитальной станции дали зеленый свет. Практическая реализация программы должна начаться вскоре.

13 апреля
5 минут
Ольга Иванова

Ученые из Австралии узнали, на протяжении какого периода времени сохраняется эффект эйфории после употребления марихуаны. Это необходимо, например, для более эффективного применения лекарств на основе каннабиса или понимания того, сколько времени необходимо, чтобы сесть за руль.

Позавчера, 18:38
14 минут
Василий Парфенов

Новое масштабное журналистское расследование собрало воедино самые вопиющие факты коррупции, махинаций с официальной статистикой и игнорирования пандемии на государственном уровне.

17 марта
12 минут
Василий Парфенов

Продолжавшееся более пяти лет уголовное дело подошло к завершению: серийного сетевого сексуального маньяка осудили на 75 лет тюремного заключения. Чтобы поймать человека, растлившего 375 несовершеннолетних девушек, потребовалось пойти на беспрецедентные и этически спорные меры: создать вредоносное ПО и подсунуть злоумышленнику видеоловушку со встроенным вирусом.

25 марта
36 минут
Александр Березин

Улыбающийся мультимиллиардер планирует понять, насколько эффективно мел в стратосфере защищает планету от солнечного света, и если результат хорош, распылить его там в гигантских количествах. Потенциально это результативная задумка: ученые давно показали, что так можно добиться полного покрытия Земли устойчивыми льдами — вплоть до экватора. Увы, идея Гейтса — плагиат, причем не лучший. Советский исследователь предложил похожее полвека назад с более эффективной серой. Интереснее другое: подобные мероприятия один раз едва не уничтожили человечество. Разбираемся в деталях, а также в том, грозит ли нам повторение.

31 марта
51 минута
Александр Березин

Самый зловещий оружейный проект всех времен и народов — термоядерная торпеда, предназначенная для радиационного поражения огромных площадей и создания искусственного цунами. Никогда до этого ни одна страна даже не заявляла о намерении сделать нечто настолько опасное для живых существ. Поэтому российский проект «Посейдон», обещающий именно это, вызывает бурю эмоций. Однако тщательный технический анализ показывает: в реальности он будет совсем не таким, как об этом пишут в СМИ. Даже если он предназначен для радиационного поражения обширных площадей, оно не будет долгим. А уже через год «омытые» им районы будут абсолютно безопасны. Тем не менее новая система действительно изменит стратегический баланс на планете — но не так, как все думают. Попробуем разобраться в ситуации подробнее.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: