Niepozorna muszka może zmienić świat nauki. Przełomowe odkrycie

Naukowcy z Florydy zrozumieli bowiem dokładne mechanizmy neuronowe, jakie są zaangażowane w zatrzymywanie się. Ich odkrycia, pokazują, jak mózg angażuje różne mechanizmy neuronowe w zależności od kontekstu środowiskowego.

Jak czytamy na portalu Spider's Web, to samo w sobie jest fascynujące, ale prawdziwą sensacją jest to, co działo się w mózgach tych małych stworzeń.

Badacze z Florydy zmodyfikowali genetycznie muszki owocówki, tak aby reagowały na czerwone światło. Można więc wyobrazić sobie, że zachowują się tak, jak kierowca samochodu. Kiedy wiązka światła padała na ich oczy, owady natychmiast przestawały się poruszać.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Zatrzymanie jest niezbędne dla niemal wszystkich zachowań zwierząt, to działanie "krytyczne". Podczas żerowania, gdy wykryje jedzenie, zwierzę musi się zatrzymać, albo np. gdy jest brudne, musi się zatrzymać, aby się wyczyścić. Umiejętność zatrzymywania jest z pozoru prosta. Do tej pory naukowcy jednak nie rozumieli dobrze tego mechanizmu, ponieważ obejmuje on złożone interakcje z konkurencyjnymi zachowaniami, takimi jak chodzenie.

- Poruszanie się po świecie opiera się na zatrzymywaniu się we właściwym czasie, w takim samym stopniu, jak na chodzeniu. Jest to kluczowe dla ważnych zachowań, takich jak jedzenie, łączenie się w pary i unikanie zagrożenia. Byliśmy zainteresowani zrozumieniem, w jaki sposób mózg kontroluje zatrzymywanie się i gdzie sygnały zatrzymania zastępują sygnały chodzenia - mówi dr Salil Bidaye, z Instytutu.

Wykorzystali moc muszki owocowej, która ma uproszczony układ nerwowy i krótko żyje. Bidaye i jego zespół zidentyfikowali neurony, jakie inicjują zatrzymanie.

Używając optogenetyki, aktywowali określone neurony poprzez świecenie czerwonym światłem. W ten sposób sprawdzali, które z nich powodują zatrzymanie się swobodnie chodzących much.

Naukowcy odkryli, że trzy unikalne typy neuronów, nazwane Foxglove, Bluebell i Brake, powodowały, że muchy zatrzymywały się po aktywacji.

Dwa pierwsze neurony odpowiadały za coś, co nazwali "Walk-OFF", trzeci neuron - za akcję "Brake" (Chodzenie wyłączone i Hamowanie).

Mechanizm "Walk-OFF" działa poprzez wyłączenie neuronów, które napędzają chodzenie, podobnie jak zdjęcie stopy z pedału gazu w samochodzie.

Mechanizm "hamulca" aktywnie zapobiega stawianiu kroków poprzez zwiększanie oporu w stawach nóg i zapewnianie stabilności postawy. Hamuje również neurony wspomagające chodzenie, a nie tylko zapobiega stawianiu kroków.

Okazuje się, że odkrycie naukowców z Florydy może w przyszłości pomóc w leczeniu chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Parkinsona, poprzez precyzyjne manipulowanie aktywnością określonych neuronów.

Obserwatorzy, którzy do nauki podchodzą bardziej krytycznie, obawiają się, że dzięki takim odkryciom przyjdzie moment, w którym będziemy mogli nie tylko obserwować, ale także wpływać na to, jak myślimy i działamy.

Czytaj również:

Planeta pełna niespodzianek. Najnowsze odkrycie naukowców

Źródło: Spider's Web/WP