מדענים הראו זאת סביבתי מתח יכול להשפיע על התפתחות תקינה של עצבני מערכת בתולעים המתקרבות לגיל ההתבגרות
מדענים ניסו להבין איך הגנים שלנו (המבנה הגנטי שלנו) שונים סביבתי גורמים מעצבים את שלנו מערכת העצבים במהלך ההתפתחות המוקדמת כשאנחנו גדלים. ידע זה יכול לקדם את ההבנה שלנו של הפרעות נוירולוגיות שונות אשר נגרמות בעיקר כאשר מעגלים עצביים נורמליים במערכת העצבים שלנו מתמוטטות. במחקר שפורסם ב טבע, מדענים מאוניברסיטת קולומביה חקרו את מערכת העצבים של תולעים שקופות קטנות (C. elegans) כדי להבהיר את ההבנה כיצד הוא מתעצב. הם מראים שללחץ הנגרם על ידי גורמים סביבתיים יכולה להיות השפעה אינטנסיבית קבועה על קשרים המתרחשים במערכת העצבים שעדיין מתפתחת. בניסוי שלהם הם גרמו לתולעים זכרים לעבור רעב רגע לפני שהתולעים היו אמורות לעבור התבגרות מינית במטרה לעכב את התבגרותן. חשיפה ללחץ חיצוני, במיוחד רעב, אפילו כמה ימים לפני ההתבגרות המינית השפיעה על דפוסי החיווט של מעגלים עצביים קריטיים בתולעים. עצבני מערכת ובכך מונעת שינויים נורמליים להתרחש. תוכנית החיווט מחדש של מערכת העצבים שלהם נקטעה בעצם. פעם אלה'הדגישזכרים עברו התבגרות והפכו למבוגרים, מעגלים לא בשלים עדיין נשארו במערכת העצבים שלהם וגרמו להם להמשיך לפעול לא בשלים. חוסר הבשלות שלהם נשפט על ידי התבוננות שתולעים זכר בוגרות לחוצות הראו רגישות גבוהה לכימיקל רעיל שנקרא SDS בהשוואה לזכרים בוגרים רגילים. התולעים הלחוצות גם בילו זמן מוגבל עם תולעים הרמפרודיטיות אחרות והתקשו בהזדווגות.
מדענים גילה את הגילוי המכריע הזה כאשר תולעים מסוימות הושארו בטעות ללא השגחה במשך כמה שבועות ולא קיבלו מזון. זה הוביל להפסקה בהתפתחות התקינה של התולעים והן נכנסו למצב שנקרא 'מצב דואר'. מצב זה הוא כמו עצירה זמנית בצמיחה נורמלית של אורגניזם. במקרה של תולעים, כאשר תולעים לא בוגרות חשו כל סוג של לחץ, מתרחשת הפסקה זמנית בגדילה הרגילה שלהן למשך חודשים ומאוחר יותר לאחר שהלחץ נעלם הצמיחה שלהן מתחדשת. אז, לאחר שהלחץ של הרעב חלף, התולעים חזרו לסביבתן הרגילה והן המשיכו להתבגר למבוגרים. לאחר בחינת מערכת העצבים של תולעים בוגרות כיום, נראה שנשמרו כמה קשרים לא בשלים בזנבות של תולעת זכר, שבאופן אידיאלי היו נמחקים (או גזומים) במהלך ההתבגרות המינית. חוקרים חקרו עוד כדי לקבוע ש'מצב דואר' נגרם אך ורק מלחץ של רעב ולא מכל צורה אחרת של מתח. הלחץ הוביל למיפוי מחדש של דיאגרמות החוטים שלהם. ההשפעות ההפוכות של שני נוירוטרנסמיטורים - סרוטונין ואוקטופמין - שולטות בגיזום מעגלים. לתולעים הלחוצות הייתה כמות גבוהה של אוקטופמין שחסמה את ייצור הסרוטונין. אם סרוטונין ניתן לזכרים לא בוגרים בזמן לחץ, אז בוצע גיזום רגיל ומבוגרים מתחילים להפגין תגובה בוגרת ל-SDS. בהשוואה כאשר אוקטופמין ניתן לזכרים לא בשלים, זה מנע את גיזום המעגל. מחקר מצביע על כך שלמתח יכולה להיות השפעה סבירה על שינויים במערכת העצבים כאשר מוקדם מתרחשת התפתחות. הנוירוטרנסמיטר סרוטונין קשור למצב נפשי של דיכאון בבני אדם.
האם האפשרות הזו יכולה להיות נכונה גם לבני אדם אז? זה לא פשוט בבני אדם מכיוון שיש לנו מערכת עצבים הרבה יותר גדולה ומסובכת בהשוואה לבעלי חיים. עם זאת, תולעים הן מודל פשוט אך יעיל של אורגניזמים לחקור ולנתח מערכות עצבים. חוקרים מובילים של מחקר זה יזמו פרויקט בשם ceNGEN שבאמצעותו הם ימפו את המבנה הגנטי והפעילות של כל נוירון במערכת העצבים של תולעת C. elegans, מה שיעזור להבין את המבנה של מערכת העצבים בפירוט רב יותר ואת שיתוף הפעולה האפשרי בין מערכת העצבים. איפור גנטי וחוויות של אדם.
***
{תוכל לקרוא את עבודת המחקר המקורית על ידי לחיצה על קישור ה-DOI המופיע להלן ברשימת המקורות המצוטטים}
מקור (ים)
Bayer EA and Hobert O. 2018. ניסיון העבר מעצב חיווט עצבי דימורפי מינית באמצעות איתות מונואמינרגי. טבע. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0452-0
***
