Соматосенсорні системи дрозофіл і ссавців виявилися схожими

Система нейронів, яка лежить в основі соматосенсорного сприйняття комах, організована подібно соматосенсорної системи ссавців. Карту нейронів і схему нейронних ланцюгів біля дрозофіл склала міжнародна група біологів. Роботу опубліковано в журналі.

Нервова система, що лежить в основі сприйняття запахів, смаків, тяжкості, зорових стимулів і звуків, влаштована схожим чином у комах і ссавців. Соматосенсорна система здійснює різні сенсорні модальності, наприклад, зобов'язання, відчуття зміни температури, контроль за положенням тіла в просторі. Пристрій цієї системи у комах було описано недостатньо добре, тому група біологів вирішила скласти карту соматосенсорних нейронних ланцюгів на прикладі дрозофіли фруктової (

Вчені проаналізували організацію терміналів аксонів у їхньому черевному нервовому ланцюгу (VNC, еквівалент спинного мозку у хребетних). У ногах, крилах, жужжальцях і на черевній поверхні вони виділили специфічні типи нейронів, що беруть участь у соматосенсориці, охопивши всі соматосенсорні клітини, і простежили за розподілом терміналів аксонів у VNC.

У дрозофіл знайшли шість типів нейронів (gs, es, sr, co, cs, і md), кожен тип відповідає за певні сенсорні модальності, наприклад розпізнання вітру і вібрацій, а також зміни температури і болю. Вчені склали карту їх розташування на тілі і виявили, що в ногах дрозофіл знаходяться п'ять з шести груп нейронів. Термінали різних типів нейронів організовані шарами в VNC, у відповідність з їх сенсорною модальністю.

Потім вчені простежили, які частини мозку отримують соматосенсорну інформацію, і як вона надходить, прямим шляхом (прямо від периферичних нейронів) або не прямим шляхом через вторинні нейрони, що сходять з VNC.

Аксони, що виникають з різних типів первинних соматосенсорних нейронів, закінчуються в різних шарах черевної нервової системи і в різних регіонах мозку. Три типи передаються безпосередньо від первинних нейронів в мозку (в ногах це gs і co нейрони, в крилах і жужжальцях - cs). Також вчені виявили, що різні соматосенсорні нейрони однієї і тієї ж модальності можуть відправляти дублюючу інформацію в певні субрегіони мозку.

У дрозофіл велика частина нейронів cs передається прямим шляхом, а згідно з попередніми дослідженнями, cs нейрони контролюють удари крил дрозофіл під час польоту, і реагувати на таку інформацію важливо швидко. За розпізнавання землі під ногами відповідає кілька груп нейронів, інформація по яких проходить як по прямим, так і по не прямим шляхам. Пряма передача інформації трьома групами нейронів підтверджує дані, отримані раніше на інших комах, тому логічно припустити, що це поширена серед них особливість. Також соматосенсорна система дрозофіл виявилася подібна до соматосенсорної системи ссавців. В останніх також деякі типи нейронів передають інформацію безпосередньо в мозок, а деякі закінчуються в спинному мозку. Шляхи специфічних модальностей сходяться в різних субрегіонах спинного мозку і таламусу ссавців, і, як і у дрозофіл, ці субрегіони часто розташовуються поруч у певних частинах мозку. Наявність загальних рис соматосенсорних систем двох скарб, розділених більш ніж 550 мільйонів років тому, свідчить про те, що її основи були закладені ще раніше.

Плодові мушки на сьогоднішній день досить добре вивчені. Ми писали про те, як у них влаштована нейронна мережа, яка регулює статеву поведінку, і як нейрони реагують на різні запахи, а рік тому вченим вдалося побудувати модель нейрональних зв'язків мозку дрозофіл.