Meduzy zostały genetycznie zmodyfikowane tak, że ich neurony świecą, gdy są stymulowane: tajemnice ludzkiego mózgu mogą zostać rozwiązane dzięki tym zwierzętom
Wśród wszystkich tajemnic otaczających ludzkie ciało jedną z najbardziej fascynujących dla naukowców jest zrozumienie, jak działa mózg. Wiedza o tym, co jest aktywowane w naszym mózgu, gdy podejmujemy decyzję, odbieramy bodziec lub poruszamy mięśniem. Na przykład, odkryliśmy, że nie jest prawdą, że używamy tylko 10% naszego mózgu. Najnowsze badania nad mózgiem meduzy mogą pomóc neuronaukowcom na całym świecie.
Badania neuronaukowców
Ludzki mózg ma 100 miliardów neuronów, tworzących 100 trylionów połączeń między sobą. Bardzo skomplikowana zagadka do rozwiązania. Ale wskazówki do jego rozwiązania mogą pochodzić od nieskończenie prostszego stworzenia: meduzy.
Specjalnie do tego badania naukowcy wybrali Clytia hemisphaerica, gatunek meduzy o średnicy około centymetra, gdy jest w pełni rozwinięta. Naukowcy z Caltech w USA stworzyli swego rodzaju zestaw narzędzi do pracy nad jej genetycznym makijażem.
Używając tych specjalnie zaprojektowanych narzędzi dla Clytii, badacze zmodyfikowali ją genetycznie: jej neurony świecą teraz fluorescencyjnym światłem, gdy są aktywowane. A ponieważ meduzy są przezroczyste, badacze mogą obserwować aktywność neuronalną zwierząt w ich codziennym życiu. Czyli, w zasadzie, co dzieje się z jej mózgiem, gdy meduza się porusza, karmi, ucieka przed drapieżnikami i jak koordynują się jej neurony.
Co meduza może nam powiedzieć o ludzkim mózgu
Meduzy są wyjątkowo anomalnymi zwierzętami, jeśli chodzi o badania. Na poziomie genetycznym nie przypominają one żadnego innego zwierzęcia. Robaki, muchy, ryby i myszy są bardziej podobne: nawet, genetycznie rzecz biorąc, robak jest bardziej podobny do człowieka niż meduza.
Ryby pozwalają zatem naukowcom zadawać pytania i znajdować bardziej, w pewnym sensie, "abstrakcyjne" odpowiedzi: czy tak działa neurobiologia? Czy jego zasady są wspólne dla wszystkich typów układów nerwowych, nawet tych najbardziej odległych od człowieka? Jak mógłby wyglądać oryginalny układ nerwowy?
Duża różnica między naszymi mózgami a mózgami meduz polega na tym, że nasze są skoncentrowane w jednym miejscu, pod czaszką, podczas gdy ich są rozłożone w całym ciele, jak sieć. Poszczególne "części" meduzy mogą działać autonomicznie, bez centralnej kontroli.
To wydaje się być udaną strategią, ewolucyjnie, ponieważ meduzy przetrwały geologiczne epoki i kontynentalne wstrząsy. Naukowcy zastanawiali się, jak działa ten mózg, i wzięli przykład z nawyków żywieniowych Clytii: kiedy ta meduza chwyta ofiarę, zbliża mackę do ust i jednocześnie pochyla się do przodu. W jaki sposób jej rozproszony mózg koordynuje te ruchy?
Badając reakcje łańcuchów świetlnych, naukowcy odkryli, że rozproszony mózg jest podzielony na sektory: kiedy meduza chwyta ofiarę, aktywowany jest sektor najbliższy tej macki, popychając ją w kierunku ust. W tym samym czasie podsieć neuronów produkuje molekułę, która powoduje, że ciało wygina się do przodu.
Złożony system, o którym teraz wiemy dzięki badaniu i modelowi roboczemu stworzonemu przez naukowców z Caltech. I które w przyszłości mogą być wykorzystane do zrozumienia, jak działają mózgi bardziej złożonych gatunków.