Wissenschaftler haben das Video des Nervensystems der Fruchtfliege aufgenommen

Das Nervensystem nicht nur des Menschen, sondern auch von Organismen, einschließlich Insekten, ist ein sehr schwer zu untersuchendes Objekt. Trotz jahrzehntelanger Forschung verstehen Wissenschaftler immer noch nicht ganz, wie das alles funktioniert. Trotzdem kann man glauben, dass die Lösung bereits nahe ist.

Was auch immer es war, die Experten des Howard Hughes Medical Institute haben es geschafft, die Arbeit des Zentralnervensystems von Drosophila, der Fruchtfliege, zu filmen. Wissenschaftler veröffentlichten die Ergebnisse der Arbeit in der maßgeblichen Zeitschrift Nature .

In ihrem Projekt arbeiteten Wissenschaftler nicht mit einem erwachsenen Insekt (Imago), sondern mit seiner Larve. Das Video zeigt deutlich, wie verschiedene Bereiche des Nervensystems der Larve bei Bewegungen aktiviert werden. Laut Experten wird dieses Projekt helfen zu verstehen, wie verschiedene Teile des Nervensystems der Larven interagieren, einschließlich des Gehirnganglions und des Rückenmarks. Wissenschaftler hoffen auch, ein Modell von Prozessen zu erstellen, die im Nervensystem der Larve ablaufen.



Um zu glühen, mussten die Autoren sofort die DNA des Körpers modifizieren und sicherstellen, dass Neuronen ein fluoreszierendes Protein zu synthetisieren begannen, wenn die entsprechenden elektrischen Impulse durch das Gewebe gingen. Die Wissenschaftler führten Beobachtungen unter Verwendung der Mikroskopie der planaren Beleuchtung durch, wobei ein Laser verwendet wurde, um einen optischen Schnitt an einer Stelle mit fluoreszierenden Molekülen zu erhalten.

Wie sich herausstellte, ist eine solche Methode in diesem Fall am effektivsten. Bald werden Wissenschaftler in den frühen Entwicklungsstadien mit anderen Organismen arbeiten, darunter den Erwachsenen von Drosophila, Fischen und kleinen Nagetierembryonen (hauptsächlich Mäusen).

Übrigens untersuchen mehrere Wissenschaftlergruppen weiterhin einen Organismus wie einen Nematoden ( Caenorhabditis elegans)) Dies ist der am meisten untersuchte Organismus auf der Erde, und das erwachsene Individuum besteht aus 959 Zellen, und das Nervensystem des Individuums besteht aus 302 Neuronen. Daher kam die Idee auf , ein virtuelles Nematodenmodell zu erstellen.



Das Projekt zur Untersuchung und Digitalisierung dieses lebenden Organismus brachte sogar Spenden für Kickstarter ein . Jetzt befindet sich das Projekt in einer Phase der Umsetzung, an der Wissenschaftler aus Italien, Spanien, Russland, Portugal und Deutschland teilnehmen.

Interessanterweise gelang es den Wissenschaftlern immer noch, die Arbeit und die Verbindungen zwischen allen 302 Neuronen des Gehirns des Wurms zu beschreiben und die Arbeit des Gehirns in einem digitalen Modell zu simulieren. Wissenschaftler platzierten ein digitales Modell in einem Roboter von Lego Mindstorms EV3 (eine Überprüfung auf Geeks), dessen Elemente alle ihre Analoga im Körper eines echten Wurms haben. Das Sonar hier ersetzte also die Nase des Wurms und die Servos - Motoneuronen in jedem Teil des Körpers des Wurms.



Es ist erwähnenswert, dass die Gehirnsimulation immer noch nicht vollständig ist - die Wissenschaftler verwendeten einige Vereinfachungen und Annäherungen, um in absehbarer Zeit eine digitale Kopie zu starten. Tatsache ist jedoch, dass selbst eine solche vereinfachte Kopie den Roboter vor Kollisionen mit Hindernissen schützen konnte (ohne zusätzliche Anweisungen im Programm). Darüber hinaus konnte der Roboter die Bewegungsrichtung selbständig wählen, was auch als bedeutende Leistung bezeichnet werden kann.

Source: https://habr.com/ru/post/de382781/