Il successo nella mappatura dell'intera rete neurale di vermi maschi e femmine è un importante progresso verso la comprensione della funzione del sistema nervoso.
Il nostro sistema nervoso è un'intricata connessione di nervi e cellule speciali chiamate neuroni che trasmettono segnali a diverse parti del corpo. Umano cervello ha miliardi di neuroni che comunicano tramite una vasta rete di connessioni sinaptiche. Comprendere il "cablaggio elettrico" delle connessioni nel sistema nervoso è importante per comprendere il suo svolgimento di funzioni coesive e per modellare il comportamento dell'organismo.
In uno studio pubblicato l'3 luglio in Nature, i ricercatori hanno descritto il primo diagramma di connettività completo del sistema nervoso di entrambi i sessi dell'animale: il nematode C. elegans. Questo minuscolo verme adulto lungo 1 mm ha solo circa 1000 cellule e quindi il suo sistema nervoso è molto semplice con solo circa 300-400 neuroni. C. elegans è stato utilizzato come sistema modello nelle neuroscienze a causa delle somiglianze con gli esseri umani. È considerato un buon modello per comprendere alla fine il cervello umano complesso costituito da oltre 100 miliardi di neuroni. Uno studio precedente, condotto più di tre decenni fa, aveva mappato le connessioni del sistema nervoso nei nematodi femminili (nematodi) C. elegans anche se in modo meno dettagliato.
Nello studio attuale, i ricercatori hanno analizzato già disponibili e anche nuove micrografie elettroniche di maschi e femmine adulti worm e li ha ricostruiti utilizzando un software specializzato per creare schemi elettrici completi di entrambi i sessi. Questo diagramma è come una "mappa neuronale" e viene chiamato "connettoma". I diagrammi delle matrici contenevano tutte (a) le connessioni tra i singoli neuroni, (b) le connessioni tra i neuroni ai muscoli e altri tessuti e (c) le sinapsi tra le cellule muscolari dell'intero animale. Le vie sinaptiche sono molto simili nei vermi maschili e femminili, sebbene il numero di sinapsi differisca nella loro forza e quindi siano responsabili di comportamenti maschili e femminili specifici del sesso a più livelli. La mappatura dettagliata dall'input sensoriale all'output dell'organo finale aiuta a dedurre come questi animali reagiscono al loro ambiente esterno e quali connessioni nervose sono responsabili di quale particolare comportamento.
La "struttura" del sistema nervoso del verme è un passo importante verso la mappatura quantitativa delle diverse connessioni neurali all'interno del cervello, della sua regione e del sistema nervoso per decifrare il comportamento del verme. Il comportamento di questi animali potrebbe aiutare a specificare le connessioni neurali che possono vacillare e causare una malattia. Molte molecole nel sistema nervoso dei nematodi sono simili al sistema nervoso umano. Questo studio può aiutarci a comprendere le connessioni nel sistema nervoso umano e la loro relazione con la salute e la malattia. Poiché è noto che molti disturbi neurologici e psichiatrici sono causati da qualche problema in questo "cablaggio", la comprensione delle connessioni può aiutarci a sviluppare terapie per diverse malattie mentali.
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Fonte (s)
1. Cook, SJ et al. 2019. Connettomi intero-animale di entrambi i sessi di Caenorhabditis elegans. Natura. 571 (7763). https://doi.org/10.1038/s41586-019-1352-7
2. White JG et al. 1986. La struttura del sistema nervoso del nematode Caenorhabditis elegans. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 314 (1165). https://doi.org/10.1098/rstb.1986.0056
