Maran har modifierats genetiskt så att deras nervceller lyser upp när de stimuleras: mysterierna med den mänskliga hjärnan kan lösas tack vare dessa djur
Av alla mysterier som omger människokroppen är en av de mest fascinerande för forskare att förstå hur hjärnan fungerar. Att veta vad som aktiveras i hjärnan när vi fattar ett beslut, tar emot en stimulans eller rör en muskel. Vi har till exempel upptäckt att det inte stämmer att vi bara använder 10 procent av vår hjärna. En ny studie av en manetthjärna kan hjälpa neurovetare över hela världen.
Studien av neurovetare
Den mänskliga hjärnan har 100 miljarder neuroner med 100 biljoner kopplingar mellan dem. Ett mycket komplicerat pussel att lösa. Men ledtrådar till lösningen kan komma från en oändligt mycket enklare varelse: maneter.
För den här studien valde forskarna Clytia hemisphaerica, en manetart som är ungefär en centimeter i diameter när den är fullvuxen. Forskare vid Caltech i USA har utvecklat en slags verktygslåda för att arbeta med dess genetiska sammansättning.
Med hjälp av dessa specialdesignade verktyg för Clytia har forskarna genetiskt modifierat Clytia: dess neuroner lyser nu med ett fluorescerande ljus när de aktiveras. Eftersom maneter är genomskinliga kan forskarna se djurets neurala aktivitet i det dagliga livet. Det vill säga i princip vad som händer med hjärnan när manet rör sig, äter, flyr från rovdjur och hur neuronerna samordnar sig.
Vad en manet kan berätta om människans hjärna
Maneter är extremt ovanliga djur när det gäller forskning. På genetisk nivå liknar de inte något annat djur. Maskar, flugor, fiskar och möss är mer lika varandra: genetiskt sett är till och med en mask mer lik en människa än en manet.
Men maneter gör det möjligt för forskare att ställa frågor och hitta mer, på sätt och vis, "abstrakta" svar: är det så här neurovetenskapen fungerar? Är dess principer gemensamma för alla typer av nervsystem, även de som är mest avlägsna från människan? Hur kan ett ursprungligt nervsystem ha sett ut?
En stor skillnad mellan våra hjärnor och manetternas hjärnor är att våra hjärnor är koncentrerade på en enda plats, under skallen, medan deras hjärnor är utspridda över hela kroppen, som ett nätverk. De enskilda "delarna" i en manet kan arbeta självständigt, utan central kontroll.
Detta verkar vara en framgångsrik strategi, evolutionärt sett, eftersom maneter har överlevt geologiska epoker och kontinentala omvälvningar. Forskarna undrade hur hjärnan fungerar och tog Clytias matvanor som exempel: när denna manet tar ett byte för den tentakeln till munnen och böjer sig samtidigt framåt. Hur samordnar den diffusa hjärnan dessa rörelser?
För att undersöka ljuskedjereaktioner fann forskarna att den diffusa hjärnan är uppdelad i sektorer: när en manet griper tag i ett byte aktiveras den sektor som ligger närmast tentakeln och driver den mot munnen. Samtidigt producerar ett undernätverk av neuroner en molekyl som får kroppen att böja sig framåt.
Ett komplext system som vi nu känner till tack vare Caltech-forskarnas studie och arbetsmodell. Och som i framtiden skulle kunna användas för att förstå hur hjärnan hos mer komplexa arter fungerar.