Вчені виявили спосіб читати думки медуз

За допомогою спритних генетичних маніпуляцій тепер можна спостерігати, як нейрони крихітного виду прозорих медуз працюють разом, здійснюючи складні автономні рухи, такі як захоплення та поїдання здобичі.

Clytia hemisphaerica – ідеальна модель для вивчення подібної поведінки. Оскільки цей вид медуз дуже малий (менше сантиметра в діаметрі), вся їхня нервова система легко поміщається під мікроскопом. Геном також досить простий, а прозоре тіло містить близько 10 000 нейронів, що полегшує відстеження нейронних повідомлень.

Коли дослідники генетично модифікували медузу C. hemisphaerica так, щоб її нейрони світилися під час активації, вони виявили "непередбачений ступінь структурованої нейронної організації". 

Нервова система медуз сформувалася понад 500 мільйонів років тому і з того часу практично не змінилася. У порівнянні з мозком сучасних тварин, нейрони у цих "живих копалин" влаштовані набагато простіше. Централізованої системи, що координує всі рухи цієї істоти, не існує, тож як їм вдається щось робити?

Нове дослідження передбачає, що нейрони C. hemisphaerica вибудовані в парасолькоподібну мережу, яка точно повторює її тіло. Потім ці нейрони поділяються на часточки, майже як пиріг. Кожне щупальце на краю дзвону медузи пов'язане з однією з цих часточок. Тому, коли щупальці медузи виявляють та захоплюють здобич, нейрони у цій конкретній часточці активуються у певній послідовності.

Спочатку нейрони на краю шматочка пирога посилають повідомлення нейронам у центрі, де знаходиться рот медузи. Це змушує край шматочка пирога повернутись всередину до рота, захоплюючи за собою щупальце. При цьому рот, у свою чергу, "спрямовується" у бік їжі.

Щоб побачити, як нейрони, що контролюють рот, взаємодіють з нейронами, які контролюють дзвін медузи, і навпаки, дослідники почали хірургічним шляхом видаляти певні частини тіла. Коли роти медуз було видалено з рівняння, істоти продовжували намагатися передати їжу зі своїх щупалець у неіснуючі роти. І навіть коли щупальця медузи були видалені, хімічні екстракти креветок, введені в акваріум, все одно могли змусити рота повернутися до джерела їжі.

Отримані результати дозволяють припустити, що певні форми поведінки медузи координуються за допомогою різних груп функціонально організованих нейронів, розташованих по колу парасольки. Наприклад, мережа нейронів, що з'єднує дзвін медузи з її ротом, також може бути пов'язана з системою травлення.

Але найцікавішим було те, що коли медуз, які брали участь у дослідженні, позбавляли їжі на довгий час, вони захоплювали здобич швидше, ніж коли вони були не такі "голодні". Це вказує на якийсь нейронний зворотний зв'язок, який дає медузі "знати", що їй необхідно наповнити свою систему травлення, приводячи у стан підвищеної готовності інші специфічні "поживні" мережі.

Джерело: cell, sciencealert

Ілюстрації: sciencealert