Биологи впервые обнаружили половые различия в нейронной активности всего мозга
Исследователи из Северо-Восточного университета (США) сопоставили нейронную активность самцов и гермафродитов нематод Caenorhabditis elegans и выяснили, что реакция одних и тех же нейронов на раздражители зависит от пола особи. Ученые впервые провели сравнение работы всего мозга у представителей обоих полов этой нематоды. Биофизики надеются, что открытие поможет половые различия проявляются у более сложных животных. Статья опубликована в журнале Current Biology.
Почему исследование проводили на нематодах
Caenorhabditis elegans — это прозрачные черви длиной около одного миллиметра. Их часто используют как модельный организм для исследования биологических процессов, важных и для человека. Нематоды живут всего около 20 дней, поэтому они удобны и для изучения того, почему организмы стареют и можно ли замедлить этот процесс. У червей отсутствуют самки в собственном смысле этого слова. Их роль играют гермафродиты, которые производят и яйцеклетки, и сперматозоиды.
В ходе исследования биофизики выяснили, что у гермафродитов сaenorhabditis elegans ровно 302 нейрона, распределенных по всему телу, включая голову, хвост и репродуктивные органы. У самцов нематод таких нейронов 387. Ученые поместили червей в чашки Петри и воздействовали на них различными раздражителями — запахами пищи и химическими сигналами опасности. Активные нейроны отслеживали с помощью изменения уровня кальция: в зависимости от его концентрации менялось свечение клеток под микроскопом.
Что выяснили ученые
Оказалось, что почти каждый сенсорный нейрон у самцов и гермафродитов по-разному реагировал хотя бы на один химический сигнал. Особенно заметные расхождения наблюдались в глоточной нервной системе, отвечающей за питание и пищеварение. Это означает, что пол влияет не только на обоняние, но и на обработку сигналов во время еды.
«Эти черви — преимущественно хемосенсорные животные, — поясняет Вивек Венкатачалам, доцент физики и ведущий автор исследования. — Они воспринимают мир главным образом через обоняние и вкус».
Дальнейшие перспективы исследования
Результаты, полученные на червях, нельзя напрямую переносить на человека. Однако многие гены, участвующие в работе нервной системы, одинаковы у разных видов, поэтому исследование может стать отправной точкой для изучения того, как эти гены влияют на мозговую активность у более сложных животных.
«Наша цель — выявить общие принципы нейронных вычислений», — подчеркивает Венкатачалам.