Paralleli nella ricerca che aiuta il cervello dei moscerini della frutta umani

Il cervello umano contiene Circa 87 miliardi di neuroni. In media, ciascuna di queste cellule forma migliaia di connessioni diverse per facilitare la comunicazione attraverso il cervello. Si ritiene che la comunicazione neurale sia la base di tutte le funzioni cerebrali, dall'esperienza e interpretazione del mondo intorno a te, al ricordo di quelle esperienze e al controllo del modo in cui il tuo corpo risponde.

Ma in questa vasta rete di connessioni neurali, chi parla specificamente con chi, e qual è il risultato di quelle conversazioni individuali?

Comprendere i dettagli che circondano la comunicazione neurale e il modo in cui viene modellata dall’esperienza è uno dei tanti obiettivi delle neuroscienze. Tuttavia, la questione è complicata dall’enorme numero di connessioni microscopiche che devono essere studiate nel cervello umano, molte delle quali sono spesso in uno stato di flusso, e che gli strumenti disponibili non sono in grado di fornire una risoluzione sufficiente.

Di conseguenza, molti Scienziati come me Si sono trasformati in organismi più semplici, come la mosca della frutta.

Moscerini della fruttaSebbene fastidiosi in cucina, sono preziosi in laboratorio. Il loro cervello è costruito in modo notevolmente simile a quello degli esseri umani. Ancora più importante, gli scienziati hanno sviluppato strumenti che rendono lo studio del cervello delle mosche molto più semplice e con una precisione che non è stata raggiunta in altri organismi.

il mio collega Gilad Barneaneuroscienziato della Brown University, e il suo team hanno trascorso più di 20 anni a sviluppare uno strumento per visualizzare tutte le connessioni microscopiche tra i neuroni all'interno del cervello.

Le cellule nervose comunicano tra loro inviando e ricevendo molecole chiamate neurotrasmettitori tra le proteine ​​​​recettrici sulla loro superficie. Parnia Strumento, tramite TangoL'attivazione di specifiche proteine ​​recettoriali si traduce nell'espressione genica che, in ultima analisi, consente la visualizzazione.

Io e il mio team abbiamo utilizzato il software Trans Tango per visualizzare tutte le connessioni neurali del centro di apprendimento e memoria, chiamato Corpo di fungonel cervello del moscerino della frutta.

Qui, un gruppo di circa quattro neuroni, etichettati in verde, riceve messaggi dal corpo del fungo, una struttura a forma di L etichettata in blu al centro del cervello della mosca. Puoi Attraversa il cervello Vedono tutti gli altri neuroni con cui è probabile che si connettano, evidenziati in rosso. I corpi delle cellule nervose si trovano ai margini del cervello e i siti in cui ricevono messaggi dal corpo del fungo appaiono come grovigli verdi che rivestono una piccola camera ovale. Si ritiene che il luogo in cui queste estensioni verdi simili a una rete si mescolano con il rosso sia dove i neuroni trasmettono il messaggio elaborato ad altri neuroni.

Andando più in profondità nel cervello, puoi vedere i neuroni inferiori che si muovono in un unico strato di una struttura a forma di ventaglio all'interno del cervello. Questo Corpo a forma di ventaglio Si pensa che possa modulare molte funzioni, tra cui eccitazione, Archiviazione della memoria, il movimento E Trasformare le esperienze sensoriali in azioni.

Le nostre immagini non solo rivelano connessioni precedentemente sconosciute nel cervello, ma offrono anche l’opportunità di esplorare le conseguenze di quelle conversazioni neurali individuali. Le connessioni cerebrali della mosca erano notevolmente coerenti ma variavano poco da una mosca all'altra. Si tratta probabilmente di piccole differenze nella connettività È influenzato dalle esperienze individuali della moscaproprio come lo sono nelle persone.

La bellezza di Trans-Tango è la sua flessibilità. Oltre a visualizzare le connessioni, gli scienziati possono utilizzare i geni per manipolare l’attività neurale e comprendere meglio come la comunicazione neurale influisce sul comportamento. Poiché il cervello delle mosche è costruito in modo simile a quello umano, i ricercatori possono usarlo per studiare come funzionano le connessioni cerebrali e come possono essere interrotte in caso di malattia. In definitiva, ciò migliorerà la nostra comprensione del nostro cervello e della condizione umana.

Christine Scablin riceve finanziamenti dalla rete IDEA (Rhode Island Institutional Development Award) per l'eccellenza nella ricerca biomedica dell'Istituto nazionale di scienze mediche generali del National Institutes of Health con il numero di sovvenzione P20GM103430. È affiliato con Brain Waves RI, un'organizzazione senza scopo di lucro che mira a rendere la scienza del cervello accessibile e divertente per tutti.

/Per gentile concessione di La Conversazione. Questo materiale dell'organizzazione/degli autori originali può essere di natura cronologica ed è modificato per motivi di chiarezza, stile e lunghezza. Mirage.News non assume posizioni aziendali o partiti e tutte le opinioni, posizioni e conclusioni qui espresse sono esclusivamente quelle dell'autore(i).