Kejayaan dalam memetakan rangkaian saraf lengkap cacing jantan dan betina merupakan kemajuan penting ke arah memahami fungsi sistem saraf.
Sistem saraf kita ialah sambungan saraf yang rumit dan sel khas yang dipanggil neuron yang menghantar isyarat ke bahagian tubuh yang berlainan. Manusia otak mempunyai berbilion-bilion neuron yang berkomunikasi melalui rangkaian besar sambungan sinaptik. Memahami 'pendawaian elektrik' sambungan dalam sistem saraf adalah penting untuk memahami penyampaian fungsi kohesi dan untuk memodelkan tingkah laku organisma.
Dalam kajian yang diterbitkan pada 3 Julai di Alam, penyelidik telah menerangkan gambar rajah sambungan lengkap pertama sistem saraf kedua-dua jantina haiwan - nematod C. elegans. Cacing gelang dewasa kecil sepanjang 1mm ini mempunyai hanya kira-kira 1000 sel dan oleh itu sistem sarafnya sangat mudah dengan hanya sekitar 300-400 neuron. C. elegans telah digunakan sebagai sistem model dalam neurosains kerana persamaan dengan manusia. Ia dianggap sebagai model yang baik untuk akhirnya memahami otak manusia yang kompleks yang terdiri daripada lebih daripada 100 bilion neuron. Kajian terdahulu, yang dijalankan lebih daripada tiga dekad yang lalu, telah memetakan hubungan sistem saraf dalam cacing gelang wanita (nematod) C. elegans walaupun kurang terperinci.
Dalam kajian semasa, penyelidik menganalisis sudah tersedia dan juga mikrograf elektron baru lelaki dan perempuan dewasa cacing dan menyusunnya menggunakan perisian khusus untuk mencipta gambar rajah pendawaian lengkap kedua-dua jantina. Gambar rajah ini adalah seperti 'peta saraf' dan dipanggil 'connectome'. Gambar rajah matriks mengandungi semua (a) sambungan antara neuron individu, (b) sambungan antara neuron ke otot dan tisu lain dan (c) sinaps antara sel otot keseluruhan haiwan. Laluan sinaptik sangat serupa dalam cacing jantan dan betina, walaupun bilangan sinaps berbeza dalam kekuatannya dan dengan itu bertanggungjawab untuk ciri-ciri tingkah laku lelaki dan wanita khusus jantina pada pelbagai peringkat. Pemetaan terperinci daripada input deria kepada output organ akhir membantu menyimpulkan bagaimana haiwan ini bertindak balas terhadap persekitaran luaran mereka dan sambungan saraf yang bertanggungjawab untuk tingkah laku tertentu.
'Struktur' sistem saraf cacing adalah langkah penting ke arah memetakan secara kuantitatif sambungan saraf yang berbeza di dalam otak, kawasannya dan sistem saraf untuk menguraikan tingkah laku cacing. Bagaimana haiwan ini berkelakuan boleh membantu menentukan sambungan saraf yang boleh goyah dan menyebabkan penyakit. Banyak molekul dalam sistem saraf cacing gelang adalah serupa dengan sistem saraf manusia. Kajian ini boleh membantu kita dalam memahami hubungan dalam sistem saraf manusia dan hubungannya dengan kesihatan dan penyakit. Memandangkan banyak gangguan neurologi dan psikiatri diketahui berpunca daripada beberapa masalah dalam 'pendawaian' ini, pemahaman sambungan boleh membantu kita membangunkan terapi untuk penyakit mental yang berbeza.
***
{Anda boleh membaca kertas penyelidikan asal dengan mengklik pautan DOI yang diberikan di bawah dalam senarai sumber yang dipetik}
Sumber (s)
1. Tukang masak, SJ et al. 2019. Sambungan seluruh haiwan bagi kedua-dua jantina elegan Caenorhabditis. alam semula jadi. 571 (7763). https://doi.org/10.1038/s41586-019-1352-7
2. Putih JG et al. 1986. Struktur sistem saraf nematod Caenorhabditis elegans. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 314(1165). https://doi.org/10.1098/rstb.1986.0056
