به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، محققان یک مدار کنترل مهم را شناسایی کرده‌اند که در فرآیند غذا خوردن نقش دارد. این مطالعه نشان داده است که لارو مگس دارای حسگرها یا گیرنده‌های خاصی در مری خود هستند که به محض قورت دادن چیزی توسط حیوان فعال می‌شوند. اگر لارو غذا را بلعیده باشد، به مغز فرمان می‌دهد که سروتونین ترشح کند. این ماده پیام رسان که اغلب به عنوان هورمون احساس خوب نیز شناخته می‌شود تضمین می‌کند که لارو به خوردن ادامه می‌دهد. محققان فرض می‌کنند که انسان‌ها نیز مدار کنترل بسیار مشابهی دارند. محققان بینش خود را از انسان به دست نیاوردند، اما در عوض با مطالعه لارو مگس میوه در پی پاسخی برای حل پرسش هستند. این مگس‌ها حدود 10000 تا 15000 سلول عصبی دارند که در مقایسه با 100 میلیارد در مغز انسان، عدد قابل کنترلی است. با این حال، این 15000 سلول عصبی در حال حاضر یک شبکه بسیار پیچیده را تشکیل می دهند: هر نورون دارای برجستگی‌های شاخه‌ای است که از طریق آنها با ده ها یا حتی صدها سلول عصبی دیگر تماس می گیرد.

بررسی مکانیسم بلع مگس سرکه

رفتار تغذیه مستلزم تعامل سیستم عصبی با سیگنال های محیطی و همچنین با سیگنال‌های فیزیولوژیکی و متابولیک ارائه شده توسط اندام‌های داخلی است. می‌توان آن را دارای ماژول‌های مختلفی دانست که زنجیره‌ای از رویدادها را تشکیل می‌دهند، که هر کدام به مجموعه‌ای از برنامه‌های حرکتی نیاز دارند. تصور می‌شود که ژنراتورهای الگوی مرکزی مختلف (CPGs) زیربنای برنامه‌های حرکتی خاصی برای حرکات ریتمیک تغذیه مانند حلق هستند. به طور اساسی، یک عمل تغذیه باید زمانی تقویت شود که با موفقیت یک نیاز بیولوژیکی را برآورده کند. این شامل، برای مثال، توانایی تشخیص حرکات بلع است که می‌تواند از طریق CPG ها در غیاب سیگنال‌های حسی رخ دهد در مقابل زمانی که غذای واقعی دریافت می‌شود، زیرا دومی ارزش بیولوژیکی بیشتری برای ارگانیسم دارد. مدارهای عصبی زیربنایی مراحل مختلف دریافت غذا در حال حاضر در حیوانات مختلف در حال روشن شدن است. CPG برای بلع در ناحیه زیر مری (SEZ) در مگس سرکه و ساقه مغز در پستانداران، ،ترجمه شده است. هر دو مراکزی برای پردازش اطلاعات حسی حرکتی در مورد رفتارهای مربوط به طعم و تغذیه هستند. نورون‌های درگیر در سنجش مواد مغذی و مسیرهای عصبی که سیگنال‌های بینابینی به مغز منتقل می‌شوند در حال تجزیه و تحلیل هستند، از جمله برآمدگی‌های عصب واگ (VN) به ساقه مغز در موش. در مگس سرکه، یک استراتژی برای شناسایی تعداد زیادی از انواع سلول‌های خاص و مطالعه عملکرد و پیش بینی آنها به سیستم عصبی مرکزی (CNS) به کار گرفته شده است. این رویکردها اجازه نمی‌دهد که اتصالات سیناپسی شناسایی شوند. به موازات آن، پیشرفت‌های زیادی در شناسایی انواع سلول‌های مختلف در مغز در سطح تک‌سلولی صورت گرفته است. به عنوان مثال، مطالعات انجام شده از ارگانیسم‌های مختلف و زمینه‌های سلولی نشان داده‌اند که سروتونین تعدیل‌کننده عصبی اثرات گسترده‌ای بر تغذیه، حرکت روده، خلق و خو و یادگیری حرکتی و پیچیدگی نورون‌های سروتونرژیک دارد. در مغز موش مشخص می‌شود. با این حال، مشخص نیست که چگونه نورون‌های سروتونرژیک مرکزی به صورت تک‌سیناپسی یا پلی‌سیناپسی به نورون‌های خاص محیطی متصل می شوند. تجزیه و تحلیل کانکتومیک اطلاعاتی در مورد اتصال عصبی در وضوح سیناپسی ارائه می‌دهد. در مگس سرکه، مجموعه داده‌های مختلفی که بخش‌های مختلف CNS را در بر می‌گیرند استفاده می‌شوند. محققان قبلا از حجم CNS لارو برای نقشه‌برداری مدارهای مرکزی زیربنای کنترل حرکتی و عصبی غدد تغذیه استفاده کرده‌اند. یک نقشه حسی و حرکتی کامل بازسازی شده است، شامل توزیع توپوگرافی حالت‌های حسی از نواحی مختلف بدن، با گروهی متمایز از نورون‌های سروتونرژیک در SEZ که به سیستم عصبی روده (ENS) و روده می‌تابند. با این حال، با وجود سطح و جامع بودن تجزیه و تحلیل اتصال در سیستم تغذیه مگس، یک شکاف بزرگ وجود دارد که مانع از درک سطح بعدی می‌شود: نمی‌توان شرکای سیناپسی بین محیط و CNS را در وضوح تک سلولی مطابقت داد. ، نه برای نورون‌های حسی و نه برای نورون‌های حرکتی. این دانش درک نقشه مغز را تا حد زیادی بهبود می‌بخشد، زیرا می‌توان یک اندام با معنی بیولوژیکی را که این پیش بینی‌ها به آن تعلق دارند، اختصاص دهند. این امر در مورد سیستم‌های پستانداران نیز صدق می‌کند، جایی که نقشه‌برداری سیناپسی برای نواحی مختلف مغز در موش انجام می‌شود. حجم میکروسکوپ الکترونی تمام جانوران (EM) که شامل اندام‌های محیطی و همچنین CNS می‌شود، این را پر می‌کند. در اینجا، در اولین استفاده از دقیقاً چنین حجم حیوانی در مگس سرکه، محققان ENS کامل را بازسازی کرده‌ و تمام اتصالات را از سیستم تغذیه محیطی به مغز در سطح تک سلولی و سیناپسی اختصاص می‌دهند. این‌ها شباهت‌های چشمگیر بین سازمان مداری پستانداران و مگس سرکه VN را تأیید می‌کنند، اصطلاحی که قبلاً برای توصیف عصب پر پیچ و خم که CNS را به محیط اطراف در حشرات متصل می‌کند، استفاده می‌شد. یک عمل حرکتی را در پاسخ به یک رویداد موفق و ارزشمند از نظر بیولوژیکی تقویت کنید، فرآیندی که محققان از آن به عنوان نمایانگر تکمیل عمل به عنوان همتای انتخاب و شروع عمل یاد می‌کنند.

بررسی تمام اتصالات عصبی در لارو مگس

محققان قصد دارند درک دقیقی از نحوه ارتباط دستگاه گوارش با مغز هنگام مصرف غذا به دست آورند. برای انجام این کار،  باید درک می‌کردندکه کدام نورون‌ها در این جریان اطلاعات نقش دارند و چگونه تحریک می‌شوند. بنابراین، محققان نه تنها مسیرهای تمام رشته‌های عصبی لارو، بلکه ارتباطات بین نورون‌های مختلف را نیز مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند. برای این منظور، محققان یک لارو را به هزاران برش نازک مانند تیغ برش دادند و از آنها زیر میکروسکوپ الکترونی عکس گرفتند. این که همچنین یکی از اعضای حوزه تحقیقاتی بین رشته‌ای زندگی و سلامت و خوشه تعالی «ImmunoSensation» است، توضیح می‌دهد: از یک رایانه با کارایی بالا برای ایجاد تصاویر سه‌بعدی از این عکس‌ها استفاده شد.

گیرنده کششی به نورون‌های سروتونین متصل می‌شود

این فرآیند محققان را قادر ساخت تا نوعی گیرنده کششی را در مری شناسایی کنند. به گروهی از شش نورون در مغز لارو متصل می‌شود که قادر به تولید سروتونین هستند. این تعدیل کننده عصبی گاهی اوقات هورمون احساس خوب نیز نامیده می‌شود. برای مثال تضمین می‌کند که ما برای اعمال خاصی احساس پاداش می‌کنیم و تشویق می‌شویم به انجام آن‌ها ادامه دهیم. نورون‌های سروتونین اطلاعات بیشتری در مورد آنچه حیوان تازه بلعیده است دریافت می‌کنند. آنها می‌توانند تشخیص دهند که آیا غذا است یا نه و همچنین کیفیت آن را ارزیابی کنند. آنها فقط در صورتی سروتونین تولید می‌کنند که غذای با کیفیت خوب تشخیص داده شود که به نوبه خود تضمین می‌کند که لارو به خوردن ادامه می‌دهد. این مکانیسم آنقدر اهمیت اساسی دارد که احتمالاً در انسان نیز وجود دارد. اگر معیوب باشد، به طور بالقوه می تواند باعث اختلالات خوردن مانند بی اشتهایی یا پرخوری شود. بنابراین ممکن است نتایج این تحقیق پایه نیز بتواند پیامدهایی برای درمان چنین اختلالاتی داشته باشد.

پایان مطلب./