Биологи сняли на видео работу нейронов внутри личинки дрозофилы (Видео)

Ученые сосредоточились на проприоцептивных нейронах, которые отвечают за ощущение положения частей тела в пространстве относительно друг друга.

Открытие произошло благодаря микроскопу SCAPE, разработанному в 2015 году.

Биологи из Колумбийского университета (США) воспользовались микроскопом SCAPE (Swept Confocally Aligned Planar Excitation Microscopy), чтобы заснять работу нервных клеток личинки дрозофилы in vivo во время движения. Результаты опубликованы в журнале Current Biology. 

Микроскоп SCAPE разработали в Колумбийском университете в 2015 году. В его основе лежит модернизированная технология оптическо-плоскостной микроскопии. Для работы с ним не требуется специальной подготовки, но при этом он способен производить трехмерную съемку живых объектов, перемещающихся в среде. Кроме того, он обладает высокой скоростью съемки, которая превышает показатели лазерных растровых микроскопов. Авторы отмечают, что благодаря ему они смогли рассмотреть сложные движения тела личинки одновременно с активностью нейронов внутри — все в режиме реального времени. 

"Мы видели, что положение каждой клетки делало их чувствительными к определенным изменениям в форме тела. Когда мы выстроили цепь нейронных сигналов, заметили, что они сформировали последовательность сигналов, которые отражали движение каждой части тела", — рассказал один из первых авторов статьи Венце Ли (Wenze Li). 

В частности, ученые отследили, как одни нейроны активировались, когда тело личинки сжималось, а другие — когда, наоборот, растягивалось, при этом большинство из них сосредотачивалось на сокращении. Вместе с тем биологи определили, что работа нейронов не так избыточна, как считалось раньше. Если "отключить" один из них или даже несколько, движение личинки не прекращается, а лишь замедляется. Однако теперь стало очевидно, что каждая клетка играет специфичную роль в отслеживании различных аспектов деформации при движении.  

Такое детальное исследование личинки дрозофилы, по мнению авторов, должно в конечном счете облегчить изучение нервной системы более сложных организмов, в том числе млекопитающих и человека. 

Ранее ученые из Института биологических исследований Солка (США) воспользовались технологией выращивания плюрипотентных стволовых клеток (iPS-клетки), чтобы проследить за развитием кортикальных пирамидальных нейронов человека и обезьян. Такое сравнение нейронов показало возможную причину когнитивных различий между обезьянами и человеком.