Каждый отдельный акт движения животных контролируется определенными нейронами. То же можно сказать о прекращении действий, без которого невозможно передвижение в пространстве, питание и выживание. Авторы новой статьи в журнале Nature применили оптогенетику (технологию управления клетками с помощью света), чтобы обнаружить «нейронные структуры замирания» у плодовой мушки дрозофилы. Выяснилось, что насекомое использует два различных механизма остановки. Один авторы сравнили с отпусканием педали газа, другой — с нажатием на тормоз.
Для сложных движений отвечают специальные нейронные структуры животных, находящиеся в головном мозге и за его пределами. Начало и осуществление действий обеспечивают особые группы взаимосвязанных друг с другом структур. нервныхВажны не только движения клеток, но и остановка этих движений, которая обеспечивает управляемость поведением и его соответствие окружающим условиям. О механизмах торможения в нервных клетках учёным ещё предстоит многое узнать.
Авторы статьи в ведущем научном журнале Nature Выяснили устройство моторного торможения у плодовой мушки дрозофилы. Drosophila melanogaster— одного из главных объектов изучения в биологии. Несмотря на заметные отличия нервной системы мухи от нервной системы человека (а также других позвоночных), насекомоеПодобные механизмы регулирования движения и нейронные связи присутствуют.
Ранее ученые из США и Великобритании выяснили, какие нейроны дрозофилы отвечают за передвижение вперед, движение назад и поворот тела. Теперь исследователи изучают механизмы остановки движения, используя генетический скрининг для выявления нейронов, участвующих в этом процессе.
В работе ученым также помогла оптогенетика — технология управления клетками с помощью светочувствительных молекул. С помощью красного света биологи избирательно выключали нужные нейроны, из-за чего мухи замирали на месте. нервными клетками.
Три группы нейронов, названные Foxglove, Bluebell и Brake, необходимы для прекращения активности. Группы отличаются механизмами действия и мишенями, другими нервными клетками, которыми управляют. Все три группы не связаны напрямую и могут работать альтернативно в зависимости от ситуации. Нейроны групп Foxglove и Bluebell нужны насекомому, чтобы прекратить ходьбу и разворот тела (например, при поиске пищи и ее поедании). Нейроны Brake останавливают любую двигательную активность и имеют особое значение для груминга – «умывания» мух лапками.
Принцип действия первых двух групп аналогичен отпусканию педали газа: специфически «выключают» участвующие в движении нейроны за счет тормозного нейромедиатора — гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК). Клетки Brake активируются медиатором-ацетилхолином и подавляют другие нейроны, прерывая всякое движение мухи. Насекомое замирает, но сохраняет стабильное положение тела.