خواندن ذهن یک عروس دریایی توسط پژوهشگران کلتک
کونفه: پژوهشگران موسسه فناوری کالیفرنیا(کلتک-Caltech) موفق شدند با بهره گیری از یک جعبه ابزار ژنتیکی، ذهن یک عروس دریایی را در تمام بدنش پخش است، بخوانند.
به گزارش کونفه به نقل از ایسنا و به نقل از اس تی دی، مغز انسان ۱۰۰ میلیارد نورون دارد که ۱۰۰ تریلیون اتصال ایجاد می کنند. درک مدارهای دقیق سلول های مغزی که همه رفتارهای روزمره ما مانند حرکت دادن اندام ها، پاسخ به ترس و سایر احساسات را تنظیم می کنند، یک معمای فوق العاده پیچیده برای دانشمندان علوم اعصاب است. اما حالا سؤالات اساسی در مورد علوم عصب شناختی رفتار، ممکنست بوسیله یک موجود بسیار ساده تر مانند یک عروس دریایی کوچک پاسخ داده شود.
پژوهشگران "کلتک" حالا نوعی جعبه ابزار ژنتیکی ساخته اند که جهت بررسی مغز یک نوع عروس دریایی که در زمان رشد کامل، قطری حدود یک سانتی متر دارد، طراحی شده است. با بهره گیری از این جعبه ابزار، موجودات کوچک از نظر ژنتیکی اصلاح می شوند تا نورون های آنها بصورت جداگانه با نور فلورسنت در هنگام فعال شدن بدرخشد.
از آنجا که یک عروس دریایی شفاف است، پژوهشگران می توانند درخشش فعالیت عصبی این حیوان را همچنین که به شکل طبیعی رفتار و حرکت می کند، تماشا کنند. به عبارت دیگر، پژوهشگران می توانند ذهن یک عروس دریایی را هنگام تغذیه، شنا، فرار از دست شکارچیان و موارد دیگر بخوانند تا بفهمند مغز نسبتا ساده این حیوان چگونه رفتارهای آنرا هماهنگ می کند.
وقتی صحبت از موجودات مورد استفاده در آزمایشگاه ها می شود، عروس دریایی بسیار دور از ذهن است. کرم ها، مگس ها، ماهی ها و موش ها تعدادی از متداول ترین موجودات مدل آزمایشگاهی هستند که همگی از نظر ژنتیکی بیشتر از هر نوع عروس دریایی به یکدیگر مرتبط هستند. در حقیقت، کرم ها از نظر تکاملی به انسان نزدیک تر از عروس دریایی هستند.
"برادی ویسبورد" محقق فوق دکترا و نویسنده مسئول این مطالعه می گوید: عروس های دریایی نقطه مقایسه ای مهمی هستند. آنها به ما اجازه می دهند سؤالاتی از این قبیل بپرسیم که آیا اصول علوم اعصاب در همه سیستم های عصبی مشترک است؟ یا نخستین سیستم عصبی ممکنست چه شکلی بوده باشد؟ با کاوش گسترده تر در طبیعت، ممکنست نوآوری های بیولوژیکی مفیدی را نیز کشف نماییم.
نکته مهم این است که خیلی از عروس های دریایی کوچک و شفاف هستند که آنها را به موجودات هیجان انگیزی برای مطالعه علوم اعصاب تبدیل می کند. دلیل آن هم این است که ابزارهای جدید و شگفت انگیزی برای تصویربرداری و دستکاری فعالیت عصبی با بهره گیری از نور وجود دارد و شما می توانید یک عروس دریایی زنده را زیر میکروسکوپ قرار دهید و به یک باره به کل سیستم عصبی آن دسترسی داشته باشید.
مغز عروس دریایی بجای متمرکز شدن در یک قسمت از بدن مانند مغز خودمان، مانند یک شبکه در سراسر بدن حیوان پخش است. بخش های مختلف بدن یک عروس دریایی می توانند به ظاهر مستقل و بدون کنترل متمرکز عمل کنند. بعنوان مثال، وقتی دهان یک عروس دریایی با جراحی برداشته شود، آن دهان بطور مستقل می تواند بدون اتصال و نیاز به بقیه بدن به غذا خوردن ادامه دهد!
بنظر می رسد این بدن غیرمتمرکز یک استراتژی تکاملی بسیار موفق است، برای اینکه عروس دریایی صدها میلیون سال در سراسر قلمروی حیوانات زنده مانده است. اما سیستم عصبی غیرمتمرکز عروس های دریایی چگونه رفتارهای آنها را هماهنگ می کند؟
پژوهشگران با بررسی واکنش های زنجیره ای درخشانی که در نورون های این حیوان هنگام غذا خوردن رخ می دهد، تشخیص دادند که یک زیرشبکه از نورون ها که یک نوروپپتید خاص(مولکولی که توسط نورون ها تولید می شود) تولید می کند که مسئول چین خوردگی به سمت داخل بدن است. علاوه بر این، بااینکه شبکه نورون های عروس دریایی در ابتدا پراکنده و بدون ساختار به نظر می رسید، اما پژوهشگران درجه شگفت انگیزی از سازماندهی را یافتند که فقط با سیستم فلورسنت آنها قابل مشاهده بود.
" ویسبورد" توضیح می دهد: آزمایش های ما نشان داد که این شبکه به ظاهر پراکنده از نورون ها که زیر درون بدن عروس دریایی قرار دارند، در حقیقت به بخش هایی از نورون های فعال تقسیم می شود که در برش هایی مانند برش های پیتزا سازمان دهی شده اند. هنگامی که یک عروس دریایی یک میگو را با یک شاخک خود شکار می کند، نورون های موجود در "برش پیتزا" که نزدیک به آن شاخک است ابتدا فعال می شوند که به نوبه خود موجب می شود آن قسمت از عروس دریایی به سمت داخل جمع شود و میگو را به دهان عروس دریایی برساند. نکته مهم این است که اگر حتی با میکروسکوپ به آناتومی عروس دریایی نگاه کنید، این سطح از سازمان یافتگی عصبی کاملاً نامرئی است. شما باید بتوانید نورون های فعال را درخشان کنید تا آنرا ببینید و این همان کاری است که پژوهشگران می توانند با این سیستم جدید خود انجام دهند.
"ویسبورد" تاکید می کند که این مطالعه فقط یک شناخت سطحی از درک مجموعه کامل رفتارهای عروس دریایی است. او می گوید: ما در کارهای آینده می خواهیم از عروس دریایی بعنوان یک بستر قابل انعطاف برای درک دقیق نحوه ایجاد رفتارها توسط کل سیستم های عصبی استفاده نمائیم. در حوزه خوردن غذا، درک این که چگونه شاخک ها و دهان عروس دریایی همگی با یکدیگر هماهنگ می شوند، به ما امکان می دهد به مشکلات کلی تری در مورد عملکرد ماژولار در سیستم های عصبی و نحوه هماهنگی این ماژول ها با یکدیگر بپردازیم. هدف نهایی نه فقط درک سیستم عصبی عروس دریایی بلکه استفاده از آن بعنوان سکوی پرشی برای درک سیستم های عصبی پیچیده تر در آینده است.
مقاله ای که این مطالعه جدید را توصیف می کند در مجله Cell انتشار یافته است.
منبع: kunefe.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب