Succes med at kortlægge det komplette neurale netværk af mandlige og kvindelige orme er et vigtigt fremskridt i retning af at forstå nervesystemets funktion.
Vores nervesystem er en indviklet forbindelse af nerver og specielle celler kaldet neuroner som sender signaler til forskellige dele af kroppen. Human hjernen har milliarder af neuroner, som kommunikerer via et stort netværk af synaptiske forbindelser. Det er vigtigt at forstå de 'elektriske ledninger' af forbindelser i nervesystemet for at forstå dets levering af sammenhængende funktion(er) og for at modellere organismens adfærd.
I en undersøgelse offentliggjort den 3. juli i Natur, har forskere beskrevet det første komplette forbindelsesdiagram af nervesystemet hos begge køn af dyret - nematode C.elegans. Denne lille 1 mm lange voksne rundorm har kun omkring 1000 celler, og derfor er dens nervesystem meget simpelt med kun omkring 300-400 neuroner. C.elegans er blevet brugt som et modelsystem inden for neurovidenskab på grund af ligheder med mennesker. Det anses for at være en god model til efterhånden at forstå kompleks menneskelig hjerne bestående af mere end 100 milliarder neuroner. En tidligere undersøgelse, udført for mere end tre årtier siden, havde kortlagt forbindelserne af nervesystemet hos hun-rundorm (nematoder) C.elegans omend i mindre detaljer.
I den aktuelle undersøgelse analyserede forskere allerede tilgængelige og også nye elektronmikrofotografier af voksne mænd og kvinder orm og sammensatte dem ved hjælp af en specialiseret software til at lave komplette ledningsdiagrammer af begge køn. Dette diagram er ligesom et 'neuronkort' og bliver kaldt 'forbindelsen'. Matrixdiagrammerne indeholdt alle (a) forbindelser mellem individuelle neuroner, (b) forbindelser mellem neuroner til muskler og andet væv og (c) synapser mellem muskelceller fra hele dyret. De synaptiske veje er meget ens i mandlige og kvindelige orme, selvom antallet af synapser er forskellige i deres styrke og derfor er ansvarlige for karakteristika, kønsspecifik mandlig og kvindelig adfærd på flere niveauer. Den detaljerede kortlægning fra sensorisk input til slutorganoutput hjælper med at udlede, hvordan disse dyr reagerer på deres ydre omgivelser, og hvilke nerveforbindelser der er ansvarlige for hvilken bestemt adfærd.
'Strukturen' af ormens nervesystem er et vigtigt skridt i retning af en kvantitativ kortlægning af forskellige neurale forbindelser inde i hjernen, dens region og nervesystemet for at dechifrere ormens adfærd. Hvordan disse dyr opfører sig kunne hjælpe med at specificere neurale forbindelser, som kan vakle og forårsage en sygdom. Mange molekyler i rundormens nervesystem ligner det menneskelige nervesystem. Denne undersøgelse kan hjælpe os med i sidste ende at forstå sammenhænge i det menneskelige nervesystem og deres forhold til sundhed og sygdom. Da mange neurologiske og psykiatriske lidelser vides at være forårsaget af et eller andet problem i denne 'ledningsføring', kan forståelse af sammenhænge hjælpe os med at udvikle terapier til forskellige psykiske sygdomme.
***
{Du kan læse den originale forskningsartikel ved at klikke på DOI-linket nedenfor på listen over citerede kilder}
Kilde (r)
1. Cook, SJ et al. 2019. Heldyrs connectomer af begge Caenorhabditis elegans køn. Natur. 571 (7763). https://doi.org/10.1038/s41586-019-1352-7
2. White JG et al. 1986. Strukturen af nervesystemet af nematoden Caenorhabditis elegans. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 314(1165). https://doi.org/10.1098/rstb.1986.0056
