حیوانات به میزان زیادی قادر به ترکیب اطلاعات حسی در مورد محیط پیرامون و تنظیم حرکات خود هستند.
به گزارش تکناک، حتی ساده‌ترین حیوانات نیز قادر به انجام این کار به صورت یکپارچه هستند، اما مدتی طول می‌کشد تا انسان بتواند این کار را انجام دهد. به همین دلیل است که زیست‌شناسان همواره تلاش می‌کنند تا با مسئله ادغام اطلاعات حسی و کنترل حرکتی مقابله کنند.
بر اساس مطالعه جدید منتشر شده در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم در تلاش دیگری برای مقابله با این سوال مهم، آیاکا ماتسوموتو و یویچی آینو از دانشگاه توکیو، پژوهش مشترکی را با استفاده از گونه‌ای از کرم های گرد به نام Caenorhabditis elegans انجام دادند.
به طور قابل توجهی، این گونه کرم گرد دارای 302 نورون است که به طور کامل نقشه برداری شده‌اند که این امر دستکاری و مشاهده اثرات هر نورون را برای مطالعه آسان تر می کند.
ماتسوموتو، نویسنده اول این مطالعه در بیانیه مطبوعاتی گفت: کرم های گرد با انحنای آهسته به سمت مناطقی با غلظت نمک بالاتر حرکت می‌کنند. برای کنترل این رفتار، کرم‌های گرد باید غلظت نمک را عمود بر مسیر حرکت خود تشخیص دهند.
با این حال، آنها فقط یک نقطه حسگر دارند که تشخیص غلظت نمک در فضا را برای آنها غیرممکن می کند.
برای آزمایش، محققان از یک تراشه برای چرخش سر استفاده کردند که یک دستگاه کوچک است که به کرم‌ها امکان می‌دهد آزادانه‌تر سر خود را حرکت دهند. سپس محققان واکنش کرم‌ها را به افزایش یا کاهش غلظت نمک مشاهده کردند.
SMBD و تاثیر آن بر حرکت در کرم‌ها
به طور معمول، کرم‌های گرد با انقباض عضلات طولی خود حرکت می‌کنند که فقط به آنها اجازه می‌دهد به صورت جانبی حرکت کنند، زیرا نمی‌توانند بخزند. از آنجایی که فشار داخلی آنها زیاد است، استفاده از ماهیچه‌های بلند برای حرکت باعث می‌شود که بدن به جای صاف شدن، خم شود، زیرا بدن خود را به جلو و عقب می‌کشد و به سمت جهت مورد نظر خم می شود.
در این مطالعه با استفاده از کرم‌های گیره‌دار، محققان مشاهده کردند که نورون گردنی پشتی کرم‌ها که SMBD نام دارد، در غلظت‌های کمتر نمک فعال شد، اما تنها در یک فاز خاص از فعالیت خود که به شدت با زمانی که با خم شدن گردن همبستگی دارد، این اتفاق رخ داد که نشان داد فعال شدن SMBD باعث کاهش غلظت نمک در سمت شکمی می‌شود.
همچنین محققان خاطرنشان کردند که فعال کردن SMBD به طور مصنوعی در طول خم شدن گردن به سمت شکم، عمق تلاش‌های بعدی را کمتر می‌کند.
از این مطالعه، محققان به این نتیجه رسیدند که SMBD قطعا نقش مهمی در تشخیص غلظت نمک ایفا می کند و در سرکوب خم شدن گردن به سمت پهلو در غلظت‌های کمتر نقش دارد و کرم را به سمت غلظت‌های نمک بالاتر هدایت می‌کند.
ماتسوموتو نتیجه گرفت: اگرچه متوجه شدیم که نورون SMBD اطلاعات حسی و حرکتی را ادغام می‌کند، مکانیسم‌های مولکولی این ادغام ناشناخته باقی ماند. بنابراین ما در تحقیقات بعدی خود آنچه در داخل نورون SMBD می‌گذرد در حالی که تغییرات غلظت نمک و حرکات گردن را حس می‌کند، می‌پردازیم. ما تمایل داریم به طور همزمان به فعالیت تمام نورون‌های مغز در طول مسیریابی نگاه کنیم.
مطالعه کامل در مجلهProceedings of the National Academy of Sciences در 22 ژانویه منتشر شد.
