Allvees sisalduva süsinikdioksiidiga tõrjutud kala

llázaroo Allvees (Juuli 2019).

Anonim

Ujumine läbi veealuse süsinikdioksiidi plaastrid osutub ebameeldivaks kogemuseks kalade jaoks, mis muudab nende väljapääsu. 30. jaanuaril kellaruannetes avaldatud katsetes avastati Jaapani RIKEN Brain Science Institute'i teadur neuronaalsest teekonnast, mis muudab selle vältimise käitumise võimalikuks.

Suur süsinikdioksiid on ohtlik. Paljudel loomadel on sisseehitatud vältimisviisid, mis võtavad üle vajaduse, ja inimesed võivad isegi kogeda hirmu ja paanikahoogusid, kui liiga palju süsinikdioksiidi on õhus. Selliste vastuste taga neurobioloogia mõistmiseks jõudis RIKENi meeskond sebrafishi, läbipaistvate ajutega loomad, mis muudavad pildistamise neuronitegevuse lihtsaks.

Võimalik, et peaaegu puudutades on vastsete jäneslaste peal kiiret reageerimist; nad põgenevad stereotüüpses mustris 10 millisekundi jooksul. "Vastupidi sellele, " märgib juhtautor Tetsuya Koide, "näitasime, et süsinikdioksiidi vältimise reaktsioon toimus umbes neli kuni viis sekundit, mis on umbes 400 kuni 500 korda aeglasem." Lisaks sellele olid kalade püütud evakuatsiooniteed süsinikdioksiidi vältimiseks tunduvalt varieeruvamad, kui need, millega nad puutuvad kokku puutunud, ja nad ujusid palju aeglasemalt. Kõik need erinevused viitasid veel teadmata aju-reageerimisradadele ajus.

Vastutava raja tuvastamiseks kasutasid teadlased spetsiaalselt kaltsiumi pildistamiseks spetsiifilist transgeenset kala. See meetod visualiseerib aju aktiivsust, geneetiliselt ekspresseerides fluorestseeruvat valku, mis on tundlik kalorsiumile, mis on oluline neuronaalsete signaalide edasikandmisel. Meeskond oli võimeline nägema rea ​​vastuseid aju süsinikdioksiidile, mis varem oli hingamispulbes, aju osa, mis töötleb lõhna imetajates. Mõni sekund hiljem nägid nad vastuseid trigeminaalsete sensoorsetes neuronites, närvi, mis kannavad nägu puudutamist ja valuunenägusid. Lõplik vastus pärineb harjutusest, ajuosast, mis teadaolevalt on seotud ebameeldivate kogemustega õppimisühendustega.

Selleks, et määrata, milline neist kolmest süsteemist oli vajalik süsinikdioksiidi reageerimiseks, kasutas meeskond laserit, et eemaldada igaüks eraldi. Nad leidsid, et ainult kolmikrakti ja nina kahjustused mõjutavad reaktsiooni süsinikdioksiidile. See oli mõnevõrra üllatav, kuna haistmisraja kahjustamine ise ei muutnud vältimiskäitumist. "See tähendas, et süsihappegaasi vältimiseks on kriitilise nina lõhna komponent, " selgitab Koide.

Järgmine meeskond soovis teada, kuidas süsinikdioksiid tuntakse ninas. Kaltsiumikunstnise kujutlus näitas süsinikdioksiidile reageerinud rakkude klastrit. Testid näitasid, et need rakud kuulusid näärmekaunist närvi, nn terminaalse närvi. Selle eemaldamine blokeeris süsinikdioksiidi vältimise reaktsiooni. Seega on haugi ninas sisalduvad närvi kemosensorid, mis ei ole lõhnaga seotud ja mis suudavad kontrollida käitumishäireid mürgiste kemikaalide vastu.

"Me olime üllatunud, et terminali närv toimib süsivesiku süsinikdioksiidiandurina, " ütleb Koide. "Kuigi seda tunnistati rohkem kui sajandit tagasi inimeste ja muude selgroogsete kraniaalsete närvide kõrval, on meie esimene neist, kes teatavad oma funktsioonist kemoteraapias." Tõepoolest arvatakse, et terminaalne närv toimib reproduktiivses käitumises, kuna see toodab gonadotropiini vabastavat hormooni, peamist hormooni, mis omakorda stimuleerib reproduktiivhormoonide tootmist.

"Kuna inimestel ja teistel selgroogul on ka terminalne närvisüsteem, jätkab Koide, " loodame järgmisena kirjeldada oma kemosensorite funktsioone erinevatel liikidel, sealhulgas inimestel. "

menu
menu