수컷과 암컷 벌레의 완전한 신경망 매핑에 성공하는 것은 신경계의 기능을 이해하는 데 중요한 진전입니다.
우리의 신경계는 신경과 특수 세포가 복잡하게 연결되어 있습니다. 뉴런 신체의 다른 부분에 신호를 전송합니다. 인간 뇌 시냅스 연결의 큰 네트워크를 통해 통신하는 수십억 개의 뉴런이 있습니다. 신경계 연결의 '전기 배선'을 이해하는 것은 응집 기능의 전달을 이해하고 유기체 행동을 모델링하는 데 중요합니다.
3월 XNUMX일자에 발표된 연구에서 자연, 연구자들은 동물의 남녀 신경계에 대한 최초의 완전한 연결 다이어그램을 설명했습니다 – 선충 C. 엘레. 이 작은 1mm 길이의 성체 회충은 약 1000개의 세포를 가지고 있으므로 신경계는 약 300-400개의 뉴런으로 매우 단순합니다. C. 엘레 인간과의 유사성 때문에 신경 과학의 모델 시스템으로 사용되었습니다. 100억 개 이상의 뉴런으로 구성된 복잡한 인간의 뇌를 궁극적으로 이해하는 데 좋은 모델로 간주됩니다. XNUMX년 이상 전에 수행된 이전 연구에서는 암컷 회충(선충)의 신경계 연결을 매핑했습니다. C. 엘레 비록 덜 자세하게.
현재 연구에서 연구자들은 성인 남성과 여성의 이미 사용 가능한 전자 현미경 사진과 새로운 전자 현미경 사진을 분석했습니다. 벌레 그리고 특수 소프트웨어를 사용하여 조각을 만들어 남녀의 완전한 배선도를 작성했습니다. 이 다이어그램은 '뉴런 맵'과 같으며 '커넥톰'이라고 불립니다. 매트릭스 다이어그램에는 (a) 개별 뉴런 간의 연결, (b) 뉴런과 근육 및 기타 조직 간의 연결, (c) 전체 동물의 근육 세포 간의 시냅스가 모두 포함되어 있습니다. 시냅스 경로는 수컷과 암컷 벌레에서 매우 유사하지만, 시냅스의 수는 강도가 다르므로 여러 수준에서 성별에 따른 수컷 및 암컷 행동의 특성을 담당합니다. 감각 입력에서 말단 기관 출력까지의 상세한 매핑은 이 동물이 외부 환경에 어떻게 반응하고 어떤 신경 연결이 어떤 특정 행동을 담당하는지 추론하는 데 도움이 됩니다.
벌레 신경계의 '구조'는 벌레 행동을 해독하기 위해 뇌, 그 영역 및 신경계 내부의 다양한 신경 연결을 정량적으로 매핑하는 중요한 단계입니다. 이 동물들이 어떻게 행동하는가는 질병을 유발할 수 있는 신경 연결을 지정하는 데 도움이 될 수 있습니다. 회충 신경계의 많은 분자는 인간의 신경계와 유사합니다. 이 연구는 궁극적으로 인간 신경계의 연결과 건강 및 질병과의 관계를 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 많은 신경 및 정신 장애는 이 '배선'의 문제로 인해 발생하는 것으로 알려져 있으므로 연결을 이해하면 다양한 정신 질환에 대한 치료법을 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다.
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출처
1. Cook, SJ et al. 2019. Caenorhabditis elegans 남녀의 전체 동물 연결체. 자연. 571(7763). https://doi.org/10.1038/s41586-019-1352-7
2. White JG et al. 1986. 선충 Caenorhabditis elegans의 신경계 구조. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 314(1165). https://doi.org/10.1098/rstb.1986.0056
