قام العلماء بتسجيل فيديو الجهاز العصبي لذبابة الفاكهة

إن الجهاز العصبي ليس فقط للبشر ، ولكن أيضًا للكائنات الحية ، بما في ذلك الحشرات ، هو أمر صعب للغاية للدراسة. على الرغم من عقود من البحث ، لا يزال العلماء لا يفهمون بشكل كامل كيف يعمل كل شيء. ومع ذلك ، يمكن للمرء أن يعتقد أن الحل قريب بالفعل.

مهما كان الأمر ، لكن الخبراء في معهد هوارد هيوز الطبي تمكنوا من تصوير عمل الجهاز العصبي المركزي في ذبابة الفاكهة ، ذبابة الفاكهة. نشر العلماء نتائج العمل في مجلة الطبيعة الموثوقة .

في مشروعهم ، لم يعمل العلماء مع حشرة بالغة (إيماجو) ، ولكن مع يرقاتها. يظهر الفيديو بوضوح كيف يتم تنشيط أقسام مختلفة من الجهاز العصبي لليرقة عندما يقوم بالحركات. وفقا للخبراء ، سيساعد هذا المشروع على فهم كيفية تفاعل أجزاء مختلفة من الجهاز العصبي اليرقي ، بما في ذلك العقدة الدماغية والحبل الشوكي. يأمل العلماء أيضًا في إنشاء نموذج للعمليات التي تحدث في الجهاز العصبي لليرقة.



من أجل الحصول على توهج ، اضطر المؤلفون إلى تعديل الحمض النووي للجسم على الفور ، مع التأكد من أن الخلايا العصبية بدأت في تخليق بروتين فلوري عند مرور النبضات الكهربائية المقابلة عبر الأنسجة. أجرى العلماء ملاحظات باستخدام الفحص المجهري للإضاءة المستوية ، حيث يتم استخدام الليزر للحصول على قسم بصري في مكان يحتوي على جزيئات الفلورسنت.

كما اتضح ، فإن مثل هذه الطريقة هي الأكثر فعالية في هذه الحالة. سرعان ما سيبدأ العلماء العمل مع الكائنات الحية الأخرى ، بما في ذلك البالغين من ذبابة الفاكهة والأسماك وأجنة القوارض الصغيرة (الفئران بشكل رئيسي) ، في المراحل الأولى من التطور.

بالمناسبة ، تستمر عدة مجموعات من العلماء في دراسة كائن حي مثل الديدان الخيطية ( Caenorhabditis elegans) هذا هو الكائن الأكثر دراسة على الأرض ، ويتكون الفرد البالغ من 959 خلية ، والجهاز العصبي للفرد يتكون من 302 خلية عصبية. لذلك ، جاءت الفكرة لإنشاء نموذج افتراضي للديدان الخيطية.



مشروع دراسة ورقمنة هذا الكائن الحي حتى جمع الأموال على Kickstarter . المشروع الآن في مرحلة من مراحل التنفيذ ، ويشارك فيه علماء من إيطاليا وإسبانيا وروسيا والبرتغال وألمانيا.

ومن المثير للاهتمام أن العلماء ما زالوا قادرين على وصف العمل والصلات بين جميع الخلايا العصبية البالغ عددها 302 في دماغ الدودة ، وكذلك محاكاة عمل الدماغ في نموذج رقمي. وضع العلماء نموذجًا رقميًا في روبوت من Lego Mindstorms EV3 ( مراجعة له على Geeks) ، وجميع عناصرها لها نظائرها في جسم دودة حقيقية. لذا ، استبدل السونار أنف الدودة ، والخلايا المؤازرة - الخلايا العصبية الحركية في كل جزء من جسم الدودة.



تجدر الإشارة إلى أن محاكاة الدماغ لم تكتمل بعد - استخدم العلماء بعض التبسيط والتقريب لإطلاق نسخة رقمية في الوقت المنظور. لكن الحقيقة هي أنه حتى مثل هذه النسخة المبسطة كانت قادرة على حماية الروبوت من الاصطدام بالعقبات (بدون تعليمات إضافية في البرنامج). بالإضافة إلى ذلك ، كان الروبوت قادرًا على اختيار اتجاه الحركة بشكل مستقل ، والذي يمكن أن يسمى أيضًا إنجازًا كبيرًا.

Source: https://habr.com/ru/post/ar382781/