Oamenii de știință au studiat și cartografiat creierul unei muște de fructe. „Masculii le cântă femelelor, le curtează și le urmează”
0Pentru a trata boli precum demența, Parkinson sau Alzheimer, pentru care știința medicală nu are leac, o echipă de cercetători a studiat și cartografiat creierul unei muște. Au făcut descoperiri incredibile.
Creierul uman, cu miliardele sale de neuroni conectați prin o sută de trilioane de sinapse, este foarte complex. De aceea, „FlyWire”, o echipă de oameni de știință și pasionați de știință condusă de Universitatea Princeton (SUA), a făcut acum un pas important spre înțelegerea creierului uman prin construirea unei foi de parcurs, neuron cu neuron și sinapsă cu sinapsă, prin creierul unei muște adulte de fructe (Drosophila melanogaster).
Consorțiul FlyWire cuprinde membri din peste 146 de laboratoare din 122 de instituții, cu contribuții majore din partea echipelor de la Universitatea din Cambridge și Universitatea din Vermont.
„Orice creier pe care îl înțelegem cu adevărat ne spune ceva despre toate creierele”, a spus Sebastian Seung, profesor de neuroștiință și profesor de informatică la Princeton. „Cu diagrama de cablare a muștei, avem potențialul pentru o înțelegere fără precedent, detaliată și profundă”, a mai adăugat acesta.
Astfel, creierul unei muște adulte de fructe are, potrivit cercetătorilor, 140 de mii de neuroni și peste 50 de milioane de sinapse, adică conexiunile dintre celulele nervoase.
Este cea mai detaliată analiză a creierului unui animal adult realizată vreodată. „Aceasta este o realizare majoră”, a spus Mala Murthy, director al Princeton Neuroscience Institute și, împreună cu Seung, un lider al echipei de cercetare.
Rezultatele muncii lor sunt prezentate într-un număr special al revistei „Nature” despre cercetarea transformațională a creierului unei muște de fructe, potrivit Universității Princeton.
„Cum funcționează creierul depinde în mod critic de neuronii care se conectează, la ce alți neuroni și de puterea conexiunilor lor”, a spus Murthy.
Harta creierului unei muște
Sven Dorkenwald, autorul principal al lucrării emblematice din revista Nature, a condus echipa FlyWire care a cartografiat creierul muștei. „Ceea ce am construit este, în multe privințe, un atlas”, a spus Dorkenwald.
„La fel cum nu ai vrea să conduci într-un loc nou fără Google Maps, nu vrei să explorezi creierul fără o hartă. Ceea ce am făcut a fost să construim un atlas al creierului și să adăugam adnotări pentru toate afacerile, clădirile și numele de străzi. Cu aceasta, cercetătorii sunt acum echipați să navigheze atent în creier, pe măsură ce încercăm să-l înțelegem.”, a mai explicat cercetătorul.
Harta a fost construită din 21 de milioane de imagini luate din creierul unei muște de o echipă de oameni de știință. Folosind un model de inteligență artificială construit în laboratorul lui Seung, imaginile au fost transformate într-o hartă tridimensională realizată de către consorțiul FlyWire.
A rezultat o hartă a fiecăruia dintre cei 139.255 de neuroni ai muștei de fructe și a 50 de milioane de conexiuni sinaptice ale acestora. Majoritatea neuronilor arată un pic ca un copac, cu un trunchi, ramuri, rădăcini și crenguțe. Așa cum un copac își afectează vecinii, rădăcinile sale conectându-se cu organismele din jur și ramurile sale luptă pentru lumina soarelui, neuronii se conectează între ei prin sinapse. Dar un întreg creier este chiar mai conectat decât o pădure, deoarece neuronii se pot atinge între ei pe distanțe relativ mari.
Creierul unei muște este mai mic decât o sămânță de mac
„Ar putea surprinde oamenii că muștele au creier, dar au”, a spus Sebastian Seung. „Și creierul lor are neuroni. Deși neuronii lor nu arată exact la fel ca ai noștri, arată mai mult sau mai puțin cu niște copaci. Este uimitor. Ultimul nostru strămoș comun ar fi fost acum jumătate de miliard de ani, și totuși muștele de fructe au neuroni recunoscuți și aceiași neurotransmițători pe care îi avem noi: glutamat, acetilcolină, dopamină.”, a mai adăugat acesta.
Majoritatea dintre noi nu se gândesc la muștele de fructe decât atunci când se învârt în jurul nostru. Cu un întreg corp care este practic o pată, creierul lor este aproape de neînțeles - cu o lungime de aproximativ 750 de microni, 350 de microni înălțime și 250 de microni adâncime. Este semnificativ mai mic decât o sămânță de mac, spun cercetătorii.
Muștele de fructe masculi interpretează cântece de dragoste pentru a-și cuceri partenerele
Această mică insectă are multe comportamente pe care corpurile noastre mai mari și mai complexe le împărtășesc. Pot fi acțiuni complicate, cum ar fi comunicarea cu partenerii romantici, până la cele mai simple, cum ar fi mișcarea rapidă, navigarea, căutarea hranei, evitarea prădătorilor, răspunsul la lumină și întuneric.
„Muștele din fructe sunt un organism model minunat, pentru că este destul de mic, dar în același timp are comportamente foarte complexe”, a mai spus Dorkenwald.
Masculii pot chiar să interpreteze cântece de dragoste pentru a-și cuceri partenerele.
„Ca oameni, ne putem raporta la felul în care muștele de fructe masculi le cântă femelelor, la felul în care le curtează și le urmează și la competiția dintre ele.”, a mai adăugat Dorkenwald.
Comportamentul și fiziologia acestor insecte au fost studiate pe larg de mai bine de un secol.
De ce ar trebui să ne pese de muștele de fructe
Cercetătorii de la Universitatea Princeton au oferit mai multe detalii despre viața muștelor de fructe și legătura lor cu oamenii.
Creierul muștelor de fructe rezolvă multe dintre problemele pe care le avem și noi. De exemplu: cum să navigheze de la punctul A la B, detectarea mirosurilor în natură și determinarea modului în care obiectele se mișcă în mediul lor.
Muștele de fructe împărtășesc 60% din ADN-ul uman, inclusiv genele pentru învățare, sindromul Down și jet lag, cunoscut și sub denumirea de sindrom de decalaj orar.
De asemenea, trei dintre patru boli genetice umane au o paralelă la muștele de fructe.
Cercetarea muștelor fructelor este responsabilă pentru șase premii Nobel, inclusiv unul câștigat de Eric Wieschaus de la Princetonm în 1995, care a descoperit genele care controlează dezvoltarea embrionară la muștele fructelor și care s-au dovedit mai târziu a fi importante și în cercetarea cancerului.
Aceste insecte îmbătrânesc la fel ca oamenii, se pot îmbăta, cafeaua are același efect asupra lor și pot cânta pentru a cuceri partenerii.
NASA a trimis muște de fructe în spațiu în 1947 - și s-au întors în viață, deschizând calea tuturor astronauților.
Se încarcă comentariile...
