Mokslas ir IT

2021.12.06 22:02

Mokslininkai smegenyse aptiko jungiklį, valdantį gyvybiškai svarbų organizmų išgyvenimo instinktą

LRT.lt2021.12.06 22:02

Žinojimas, kada eiti ieškoti maisto, o kada sustoti ir maitintis, yra svarbus dalykas bet kuriai ilgesnį laiką išgyventi siekiančiai rūšiai – visai neseniai smegenyse buvo aptiktas tokį elgesį valdantis jungiklis, rašo „Science Alert“.

Nors tiriamos buvo gana primityvios apvaliųjų kirmėlių Caenorhabditis elegans smegenys, mokslininkai įsitikinę, kad tokių sudėtingų smegenyse vykstančių procesų suvokimas gali padėti suprasti, kaip jie veikia ir kitų gyvūnų, įskaitant žmones, organizmuose.

Visa tai susiję su dalykais, kurių mokslininkai kol kas nesupranta: kaip smegenyse susiformuoja nuolatiniai, ilgalaikiai elgesio įpročiai ir kartu jos išlieka pakankamai lanksčios, kad tuos įpročius pakeistų, jei to pareikalautų susidariusi situacija.

C. elegans smegenyse yra tik 302 neuronai, tačiau atsekti maisto ieškojimo jungiklį vis tiek buvo nemenkas iššūkis – mokslininkai net sukūrė visiškai naujo tipo mikroskopą, leidžiantį stebėti neuronų aktyvumą per kalcio pėdsakus, sukeliančius šviesos blyksnius, gyvūnams laisvai judant.

Tuomet buvo panaudoti programinės įrangos algoritmai, palyginę šią veiklą su kirmino elgesiu ir nustatę tarp jų sąsajas. Tinkamai paruošta programinė įranga, remdamasi kirmino neuronų aktyvumu, 95 procentų tikslumu galėjo numatyti, ką jis darys.

Proceso metu buvo išskirti keturi neuronai, ypač glaudžiais susiję su maisto paieškomis. Tuo tarpu apsistojimas tam tikroje vietoje sutapo su NSM vadinamo neurono suaktyvėjimu – šis neuronas anksčiau buvo siejamas su smegenų informavimu, ar maistas buvo nurytas.

Gilindamiesi į neuronų veiklą, tyrėjai išsiaiškino, kad abu šie procesai slopina vienas kitą. Keturios maitinimosi ląstelės gamina PDF vadinamą cheminę medžiagą, kuri slopina NSM, o NSM gamina serotoniną, kuris slopina maisto paieškos ląsteles. Tačiau kas kontroliuoja, kurios ląstelės tam tikru momentu suaktyvinamos, o kurios nuslopinamos?

Tolesnė analizė atskleidė, kad AIA vadinamas neuronas yra atsakingas už perjungimą nuo keturių neuronų (reguliuojančių maisto paieškas) į NSM (reguliuojantį maitinimąsi). Ankstesni tyrimai AIA buvo susieję su maisto užuodimu, kuris, panašu, yra svarbus dirgiklis.

Maisto kvapo suaktyvintas AIA, priklausomai nuo kitos informacijos, sąveikauja su smegenų tinklu, atsakingu už maisto paieškas arba už maitinimąsi. Mokslininkai įtaria, kad jei kirminas jaučia maisto kvapą ir žino, kad šiuo metu maitinasi (remiantis NSM informacija), AIA ir toliau sąveikauja su NSM, kad jis tęstų maitinimąsi.

Bet jei kirminas jaučia maisto kvapą ir tuo metu nesimaitina, AIA persijungia į maisto paieškos režimą, kad kirminas išsiaiškintų, kur yra maistas.

Ir kuo daugiau sužinome apie kirminų ir kitų gyvūnų smegenis, tuo geriau galime suprasti, kaip kontroliuojamas elgesys. Tokie atradimai gali būti naudingi įvairiais aspektais – pradedant evoliucijos istorijos tyrinėjimais ir baigiant smegenų sutrikimų gydymu.

Mums svarbus tikslumas ir sklandi tekstų kalba. Jei pastebėjote klaidų, praneškite portalas@lrt.lt