Одна единственная пара нейронов в мозгу нематод регулирует их движения во время поиска пищи.
Американские ученые из Гарвардского университета научились управлять активностью нематод, стимулируя отдельные нейроны в их мозгу при помощи лазера. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Биологи работали с круглым червем Caenorhabditis elegans, который часто служит объектом лабораторных исследований. Их целью было выяснить, какие именно нейроны отвечают за способность нематод двигаться по направлению к источнику пищи.
«Раньше исследователи, чтобы определить функции тех или иных нейронов, разрушали или отключали их, вызывая мутации, мы же пошли по пути управления нервными клетками», -- пояснил Шарад Раманатан, один из авторов работы.
В мозгу нематоды находится всего 302 нейрона, однако они расположены очень компактно. Чтобы распознать их, исследователи создали линию нематод, клетки мозга которых содержат флуоресцентные красители разных цветов.
В мембраны нейронов ученые встроили каналородопсин, белок, который реагирует на свет, открывая доступ ионов натрия в клетку. В результате ученые получили возможность стимулировать отдельные нейроны движущихся нематод короткими импульсами лазера.
Ранее было неизвестно, контролируется ли движение C. elegans по градиенту концентрации молекул пищи целым комплексом нейронов, или же за это ответственны единичные нервные клетки. Авторы статьи выяснили, что подобное поведение управляется отдельными парами вставочных нейронов (интернейронов).
Выделив ключевую из этих пар, которая получила обозначение AIY, ученые смогли произвольно манипулировать поведением нематод. «Мы направляли их влево, вправо или по кругу, заставляя думать, что где-то поблизости находится пища», -- рассказал Раманатан.
Ученые надеются, что результаты их исследования в дальнейшем помогут разобраться с поведением более сложных существ, таких, как рыбка данио-рерио, которая не менее часто, чем нематода C. elegans, используется в лабораторных исследованиях.
