CAMBRIDGE / LONDON (IT BOLTWISE) – Forscher des Picower Institute am MIT haben die neuronalen Mechanismen der Navigation bei C. elegans entschlüsselt. Trotz seiner nur 302 Neuronen zeigt der Wurm eine bemerkenswerte Fähigkeit zur gezielten Bewegung, die durch den Neuromodulator Tyramin gesteuert wird. Diese Entdeckung könnte neue Einblicke in die Funktionsweise komplexerer Gehirne bieten.
In einer bahnbrechenden Studie haben Wissenschaftler des Picower Institute am MIT die neuronalen Abläufe bei der Navigation des Fadenwurms C. elegans untersucht. Trotz seiner bescheidenen Anzahl von nur 302 Neuronen zeigt dieser Wurm eine erstaunliche Fähigkeit zur gezielten Bewegung, die durch einen speziellen chemischen Botenstoff, Tyramin, gesteuert wird. Diese Entdeckung könnte weitreichende Implikationen für das Verständnis komplexerer Gehirne haben.
Die Forscher haben den gesamten sensorimotorischen Bogen des Wurms kartiert, indem sie die Aktivität fast jedes Neurons in seinem Gehirn verfolgten, während er sich auf Gerüche zubewegte oder von ihnen wegbewegte. Dabei stellten sie fest, dass der Wurm nicht zufällig umherwandert, sondern eine ausgeklügelte neuronale Sequenz nutzt, um Gerüche zu erkennen, einen spezifischen Wendewinkel zu planen, in den Rückwärtsgang zu schalten und die Wende mit mathematischer Präzision auszuführen.
Ein zentraler Akteur in diesem Prozess ist das Neuron SAA, das als Integrationszentrum fungiert. Durch die Beobachtung der SAA-Aktivität konnten die Forscher vorhersagen, in welche Richtung der Wurm sich drehen würde, noch bevor er sich bewegte. Ohne Tyramin, das als Neuromodulator fungiert, bleibt der Wurm im Rückwärtsgang stecken oder kann die geplante Wende nicht ausführen.
Diese Forschung bietet einen der ersten Einblicke in die vollständige Kartierung eines Verhaltens von der initialen sensorischen Wahrnehmung bis zur finalen Muskelbewegung auf der Ebene eines gesamten Nervensystems. Die Erkenntnisse könnten nicht nur das Verständnis der Funktionsweise einfacher Nervensysteme verbessern, sondern auch Hinweise auf die Organisation komplexerer Gehirne geben.
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