הצלחה במיפוי הרשת העצבית השלמה של תולעים זכרים ונקבות היא התקדמות חשובה לקראת הבנת תפקוד מערכת העצבים.
מערכת העצבים שלנו היא חיבור מורכב של עצבים ותאים מיוחדים הנקראים נוירונים אשר מעבירים אותות לחלקים שונים בגוף. בן אנוש מוֹחַ יש מיליארדי נוירונים המתקשרים דרך רשת גדולה של קשרים סינפטיים. הבנת 'החיווט החשמלי' של חיבורים במערכת העצבים חשובה כדי להבין את העברת הפונקציות המלוכדות שלו וכדי ליצור מודל של התנהגות אורגניזם.
במחקר שפורסם ב-3 ביולי ב טבע, חוקרים תיארו את דיאגרמת הקישוריות המלאה הראשונה של מערכת העצבים של שני המינים של החיה - נמטודה ג. אלגנים. לתולעת עגולה בוגרת זעירה באורך 1 מ"מ יש רק כ-1000 תאים ולכן מערכת העצבים שלה פשוטה מאוד עם רק כ-300-400 נוירונים. ג. אלגנים שימש כמערכת מודל במדעי המוח בגלל קווי דמיון עם בני אדם. זה נחשב למודל טוב כדי להבין בסופו של דבר מוח אנושי מורכב המורכב מיותר מ-100 מיליארד נוירונים. מחקר קודם, שנערך לפני יותר משלושה עשורים, מיפה את הקשרים של מערכת העצבים בתולעת עגולה נקבה (נמטודה) ג. אלגנים אם כי בפחות פירוט.
במחקר הנוכחי, חוקרים ניתחו כבר מיקרוגרפי אלקטרונים זמינים וגם חדשים של זכר ונקבה בוגרים תולעים והרכיב אותם באמצעות תוכנה מיוחדת כדי ליצור דיאגרמות חיווט מלאות של שני המינים. דיאגרמה זו היא כמו 'מפה נוירונית' והיא נקראת 'הקשר'. דיאגרמות המטריצות הכילו את כל (א) הקשרים בין נוירונים בודדים, (ב) קשרים בין נוירונים לשרירים ורקמות אחרות ו-(ג) סינפסות בין תאי שריר של החיה כולה. המסלולים הסינפטיים דומים מאוד בתולעים זכרים ונקבות, אם כי מספר הסינפסות שונה בעוצמתן ולכן אחראים למאפיינים של התנהגויות זכר ונקבה ספציפיות למין במספר רמות. המיפוי המפורט מקלט חושי לתפוקת איבר קצה עוזר להסיק כיצד בעלי חיים אלו מגיבים לסביבתם החיצונית ואילו קשרי עצבים אחראים לאיזו התנהגות מסוימת.
'מבנה' מערכת העצבים של התולעת הוא צעד חשוב לקראת מיפוי כמותי של קשרים עצביים שונים בתוך המוח, אזורו ומערכת העצבים כדי לפענח את התנהגות התולעים. איך החיות האלה מתנהגות יכול לעזור לציין קשרים עצביים שיכולים לקרטע ולגרום למחלה. מולקולות רבות במערכת העצבים של תולעים עגולות דומות למערכת העצבים האנושית. מחקר זה יכול לסייע לנו בסופו של דבר להבין את הקשרים במערכת העצבים האנושית ואת הקשר שלהם עם בריאות ומחלות. מכיוון שידוע שהפרעות נוירולוגיות ופסיכיאטריות רבות נגרמות מבעיה כלשהי ב'חיווט' זה, הבנת הקשרים יכולה לעזור לנו לפתח טיפולים למחלות נפש שונות.
***
{תוכל לקרוא את עבודת המחקר המקורית על ידי לחיצה על קישור ה-DOI המופיע להלן ברשימת המקורות המצוטטים}
מקור (ים)
1. קוק, SJ et al. 2019. חיבורים של בעלי חיים שלמים משני המינים Caenorhabditis elegans. טֶבַע. 571 (7763). https://doi.org/10.1038/s41586-019-1352-7
2. White JG et al. 1986. מבנה מערכת העצבים של הנמטודה Caenorhabditis elegans. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 314(1165). https://doi.org/10.1098/rstb.1986.0056
