Il singolo neurone nella mosca di frutta avvia il nuovo comportamento ed egualmente sopprime il comportamento antagonistico

Nella mosca di frutta, un singolo paio dei neuroni del cervello ordina la locomozione a rovescio sia in larve che in adulti, rapporto dei ricercatori.

La mappatura dei circuiti discendenti che possono uniformemente e passare rapido il movimento da di andata indietro è senza precedenti, ha detto la daina di Chris, un professore di biologia ed il co-direttore dell'università di istituto dell'Oregon della neuroscienza. Era ricercatore principale sul progetto, dettagliato in un 2 agosto pubblicato documento nel eLife del giornale.

“Il grande punto che abbiamo fatto è che abbiamo un singolo neurone che entrambi grilletti un nuovo comportamento e sopprime un comportamento antagonistico,„ ha detto la daina, che egualmente è un ricercatore di Howard Hughes Medical Institute e un membro dell'istituto del UO di biologia molecolare.

“È direzione, perché questi neuroni determinano la stessa opzione comportamentistica in larve ed adulti, che hanno i motoneuroni completamente differenti e modi di locomozione,„ lui ha detto. “La nostra individuazione che le stesse paia dei neuroni gestiscono strisciare di una larva limbless e la camminata di una mosca adulta erano abbastanza sorprendenti.„

Cambiando le direzioni da di andata all'inverso è vitale alla sopravvivenza per le mosche di frutta. Le larve della drosofila muoiono dopo che le vespe fanno le uova che consumano le larve dall'interno verso l'esterno. I ragni, le formiche e gli scarabei mangiano le mosche di frutta adulte. Appena come la commutazione regolare di grilletto neurale dei circuiti fra i comportamenti antagonistici è un mistero nella maggior parte dei animali, Doe ha detto, ma è stato veduto in nematodi pure.

La metodologia dietro la scoperta fornisce un modo affinchè gli scienziati colleghi altri collegamenti diretti fra i diversi neuroni del cervello ed i neuroni del sistema nervoso. Il laboratorio della daina già sta esaminando i neuroni legati a comportamento di percorso nelle mosche di frutta.

La ricerca del sette-membro ha utilizzato la selezione genetica, la microscopia elettronica, il optogenetics e le manipolazioni manuali nel progetto. Inizialmente hanno guardato generalmente per l'altrettanto come 10 risposte comportamentistiche, ma d'altra parte hanno messo a fuoco su moto di andata-indietro. Le proteine fluorescenti inserite nelle larve e nell'adulto pilota i flussi chimici indicatori aiutati del cingolo nei circuiti quando il comportamento è cambiato.

Il gruppo si è mosso metodicamente con parecchi punti per identificare i due neuroni d'induzione del cervello, cominciando da più di 300 neuroni e gradualmente dalla spulatura giù la popolazione fino a trovare i due neuroni definitivi.

La più grande sorpresa, Doe ha detto, stava rend contoere che le stesse paia dei neuroni in una larva hanno ritirato la sua connessione alla serie dei muscoli durante la metamorfosi e poi ha rimpegnato con i motoneuroni per i sei cosciotti che gestiscono i muscoli negli adulti. In larve limbless, strisciare è fatto dalla peristalsi, o dalle contrazioni.

“La locomozione Limbed comprende un reticolo di moto, cosciotti, che è completamente differente,„ Doe ha detto. “Tutti i motoneuroni sono differenti nelle due fasi. Quelli in larve sono persi nella metamorfosi. Il neurone del cervello riconosce apparentemente questo in entrambi i sistemi.„

Il neurone, Doe ha detto intensamente e continuamente, determinato il movimento in avanti fermato ed il moto inverso indotto. Per gli scopi di fuga, un comportamento deve essere inattivato rapido mediante la comunicazione neurale. Le mosche e le zanzare, per esempio, possono percepire lo schiaffo di un essere umano e cambiare le direzioni per evitare il contatto. Le larve possono riconoscere ed evitare gli ambienti nocivi come alto sale o luce intensa facendo uso indietro di locomozione.

“Finora, nessuno ha indicato che c'è un neurone verso l'alto che può sopprimere coordinato alcuni comportamenti ed indurre altri,„ lui ha detto. “Il nostro studio fornisce ad altri ricercatori un buon esempio di cui possono invitare a trovare. Una mosca ha molti comportamenti. L'idea è di mappare i neuroni ed i circuiti che gestiscono tutti.„

La scoperta è emerso dal livello di base e o fondamentale, la ricerca. La daina ha esplorato lo sviluppo iniziale delle cellule staminali neurali come ricercatore di HHMI dal 1994. Circa cinque anni fa, il suo laboratorio ha cominciato a studiare i circuiti neurali che generano i comportamenti del motore, come strisciare o volata.

Tale il ricerca, come reti neurali specifiche sia capito meglio, Doe ha detto, potenzialmente potrebbe contribuire a migliorare la precisione della protesi umana. Potrebbe anche inserire in robotica, assicurante le risposte antagonistiche accurate per i robot o i girovaghi diricerca gestenti della guida di guida che esplorano le superfici su altri pianeti, ha detto.

Oltre alla daina, i membri di gruppo erano Arnaldo Carreira-Rosario, il Aref Arzan Zarin, Matthew Q. Clark e Laurina equipaggianti, tutto UO ed il Fetter di Richard ed Albert Cardona, entrambe la città universitaria della ricerca del Janelia del HHMI.

Sorgente: https://around.uoregon.edu/content/research-solves-mystery-how-fruit-flies-avoid-danger