Двoe сoтрудникoв Кoлумбийскoгo унивeрситeтa (СШA) вывeли трaнсгeнныx гидр, клeтки кoтoрыx сoдeржaт супeрчувствитeльный флуoрeсцeнтный сeнсoр вoзбуждeния. Блaгoдaря этому ученым посчастливилось пронаблюдать за активностью каждого нейрона в теле животного, и выяснить, что ради различные поведенческие реакции отвечает свой отдельный нейронный контур. Статья опубликована в   журнале Current Biology.

Гидры   — сие маленькие (от нескольких миллиметров до 1,5   сантиметров в длину) пресноводные животные, дальние родственники медуз. Сии существа в ходе эволюции одними из первых обзавелись нервной системой. Симпатия состоит из нескольких тысяч нейронов, которые равномерно распределены по телу, мало-: неграмотный образуя никаких скоплений. До сих пор считалось, что нейроны гидры образуют двум функциональных цепочки (два нервных контура, как принято писать в отечественной физиологии)   — одна, ответственная вслед так называемый сократительный импульс, нужна для резкого сворачивания тела, а выглядит как превращение гидры из стебелька в шарик. Вторая отвечает вслед ритмические потенциалы   — спонтанную электрическую активность, необходимую для сокращения в радиальном направлении, который выглядит как небольшое вытягивание тела гидры. Однако, помимо сворачивания в клубочек, гидра умеет производить еще кое-что, например, охотиться и реагировать на свет. При освещении гидры, которая находилась давно этого в темноте, она начинает вытягиваться в сторону источника света или «кивать» в ту но сторону, а иногда начинает двигаться в сторону источника, совершая кувырки. Как осуществляется инспекция за этими более сложными движениями, было непонятно.

Авторы работы решили до малейших подробностей изучить нервную систему гидры, применив для этого современные молекулярные методы. Поскольку активация нейрона сопровождается выбросом ионов кальция в цитоплазму, для того визуальной детекции возбуждения можно использовать внутриклеточные сенсоры кальция, сделанные возьми основе флуоресцентных белков. Тот факт, что тело гидры совершенно хрустально, делает ее удобным объектом для подобных наблюдений. Ученые получили трансгенных гидр, все нейроны которых содержали (как) вылитый кто сенсор. Далее, просто записывая активность животных на камеру, а потом обрабатывая информацию об возбуждении каждого отдельного нейрона, исследователям посчастливилось составить представление о том, какая нейронная сеть активируется при каждой поведенческой реакции. В действительности, авторы работы впервые полностью визуализировали работу нервной системы животного, положим и такого простого.

В первую очередь, выяснилось, что нейронный контур, отвечающий ради ритмические потенциалы, на самом деле состоит из двух   — один надо признаться необходим для радиальных сокращений тела, а другой активируется только при реакции в свет и обеспечивает вытягивание тела в сторону источника. Третий контур отвечает после резкий сократительный импульс. Обнаружилась также отдельная группа нейронов, локализованная по-под щупальцами и ответственная за «кивание». Кроме того, оказалось, что нейроны принадлежат строго к одному контуру, которые, таким образом, в обществе собой не перекрываются.

По итогу работы авторы заявляют, что им посчастливилось составить первую полную «карту мозговой активности» животного   — хотя под «мозгом» в данном случае понимается вся нервная средство. Важно отметить, что ученым удалось не только зарегистрировать работу всех нейронных сетей, да и соотнести ее с конкретным поведением. Некоторые специалисты отнеслись скептически к идее причислить гидру к модельным животным наравне с мышью и рыбкой данио рерио. Однако, учитывая, что гидре принадлежит древнейшая с точки зрения эволюции нервная порядок, знания об ее устройстве могут помочь прояснить некоторые базовые машины в более сложно устроенных мозгах.

Автор: Дарья Спасская