13.04.2017
Редакция Naked Science

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.
Позавчера, 12:12
Анастасия Михалева

За всю историю исследования в космосе побывали более 500 человек. В океан на глубину более 10 километров спускались всего трое. Мы до сих пор знаем о Мировом океане и его обитателях недопустимо мало.

Позавчера, 14:21
Ольга Иванова

Исследовательская группа из Великобритании провела эксперимент и выяснила, какие факторы могут быть причиной удовольствия, получаемого от объятий.

Позавчера, 19:40
Василий Парфенов

На склоне горы Арагац в западной части Армении после почти десятилетнего простоя включился РОТ-54/2.6 — уникальный радиооптический телескоп, также известный как зеркальный телескоп Геруни. Во время проверки работоспособности прибор прошел два теста, анализируя итоги которых специалисты сделают выводы о его возможностях и перспективах дальнейшего использования.

25 ноября
НИУ ВШЭ

Мобильные ученые публикуются в индексируемых журналах в два раза чаще. К такому выводу пришли исследователи из НИУ ВШЭ.

25 ноября
Илья Ведмеденко

Российские инженеры спроектировали самолет для межконтинентальных полетов в стратосфере. Его можно назвать условным аналогом британского Skylon.

Позавчера, 12:12
Анастасия Михалева

За всю историю исследования в космосе побывали более 500 человек. В океан на глубину более 10 километров спускались всего трое. Мы до сих пор знаем о Мировом океане и его обитателях недопустимо мало.

3 ноября
Ольга Иванова

Исследований на эту тему, как ни странно, мало, хотя предположений — великое множество. По мнению ученых из Венгрии, одна из причин такого поведения — высокая концентрация внимания на речи хозяина, а еще это означает, что собака слышит знакомое слово.

12 ноября
Мария Азарова

Кошки оказывались сбиты с толку, когда их человек, как им казалось, «телепортировался» в новое, неожиданное место. Однако они не реагировали таким же образом на чужих людей или других животных.

2 ноября
Мария Азарова

Авторы новой работы на примере Шотландии определили характеристики людей, умерших от Covid-19, хотя они были привиты, а также выявили основные предикторы смертности.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: