Jawatan Popular

Pilihan Editor - 2019

Dinamika kalsium yang mengawal selia masa pembuatan keputusan dalam C. elegans

Anonim

Haiwan, seperti manusia, membuat pelbagai keputusan berdasarkan maklumat dari alam sekitar: misalnya, apa yang harus dimakan, ke mana hendak pergi, dan siapa yang harus dikawinkan. Pengambilan keputusan seperti ini dicirikan oleh (1) pilihan yang berbeza dari satu pilihan berdasarkan perubahan secara beransur-ansur dan / atau mengelirukan maklumat alam sekitar dan (2) pilihan adalah cepat apabila maklumat itu jelas tetapi lambat apabila tidak jelas. Penyelidikan mengenai pembuatan keputusan dari aspek neurobiologi telah dilakukan dengan menggunakan monyet dan tikus, walaupun butiran mekanismenya tidak jelas kerana otak mereka terdiri daripada lebih dari ratusan juta sel saraf.

iklan


Tanimoto, Yamazoe-Umemoto dan rakan sekerja mendapati bahawa satu cacing kecil dengan hanya 302 sel-sel saraf melakukan "membuat keputusan" semasa sambutan melarikan diri dari bau busuk. Selain itu, mereka mendapati bahawa cacing membuat keputusan dengan mengira integrasi matematik maklumat bau itu. Pertama, pasukan penyelidikan menubuhkan sebuah mikroskop robot yang pada masa yang sama mengukur aktiviti saraf dan tingkah laku cacing di ruang bau maya. Aktiviti sel saraf diukur melalui kepekatan ion kalsium dalam sel, dan pasukan menganalisis perubahan kepekatan kalsium menggunakan model matematik.

Menggunakan sistem mikroskop robot, mereka mendapati bahawa, apabila cacing cuba mencari arah yang sesuai untuk menghilangkan bau, kepekatan kalsium dalam sel saraf meningkat dengan perlahan mengikut integrasi matematik jumlah pengurangan bau tumpuan, iaitu, ia menambah untuk tempoh masa tertentu. Dan apabila kepekatan kalsium mencapai nilai tertentu, cacing memilih arah sebagai keputusan "disengaja". Sebaliknya, apabila cacing berlaku untuk bergerak ke arah yang tidak diingini di mana bau busuk meningkat, kalsium dalam sel saraf yang lain meningkat pesat mengikut pembezaan matematik kepekatan bau untuk respon cepat "refleks". Tambahan pula mereka mendapati gen yang membolehkan penyepaduan dan / atau pembezaan.

Dalam penyelidikan menggunakan haiwan yang lebih kompleks, diketahui bahawa sel-sel saraf tertentu dalam otak mengintegrasikan maklumat dan membuat keputusan apabila mencapai tahap tertentu, yang mungkin berlaku juga pada manusia. Keputusan pasukan penyelidikan menunjukkan bahawa, mengejutkan, sel saraf cacing juga mengintegrasikan maklumat untuk membuat keputusan. Satu gen manusia yang serupa dengan yang terdapat dalam cacing mungkin juga terlibat dalam pembuatan keputusan kami.

iklan



Sumber Cerita:

Bahan yang disediakan oleh Universiti Osaka . Nota: Kandungan mungkin diedit untuk gaya dan panjang.


Rujukan jurnal :

  1. Yuki Tanimoto, Akiko Yamazoe-Umemoto, Kosuke Fujita, Yuya Kawazoe, Yosuke Miyanishi, Shuhei J Yamazaki, Xianfeng Fei, Karl Emanuel Busch, Keiko Gengyo-Ando, ​​Junichi Nakai, Yuichi Iino, Yuishi Iwasaki, Koichi Hashimoto, Koutarou D Kimura. Dinamika kalsium yang mengawal selia masa pembuatan keputusan dalam C. elegans . eLife, 2017; 6 DOI: 10.7554 / eLife.21629