Βίντεο: Ένα νευρικό σύστημα λάμπει εν δράσει

Σαν αλυσιδωτές εκρήξεις από πυροτεχνήματα, τα κύτταρα του νευρικού συστήματος ενεργοποιούνται διαδοχικά από τη μια άκρη του σώματος μέχρι την άλλη: αμερικανοί ερευνητές κατάφεραν για πρώτη φορά να βιντεοσκοπήσουν ολόκληρο το νευρικό σύστημα της μύγας Drosophila εν δράσει, και μάλιστα σε τρεις διαστάσεις.

Η ερευνητική ομάδα στο Ιατρικό Ινστιτούτο «Χάουαρντ Χιουζ» στη Βιρτζίνια δημιούργησαν τα εντυπωσιακά, τρισδιάστατα βίντεο τροποποιώντας γενετικά τις μύγες έτσι ώστε οι νευρώνες τους να φθορίζουν κάθε φορά που ενεργοποιούνται -οι λάμψεις στο παρακάτω βίντεο αντιστοιχούν σε πραγματικό φως.

Το νευρικό σύστημα απομονώθηκε χειρουργικά από έμβρυα μύγας και εξετάστηκε με ένα «μικροσκόπιο φωτεινής επιφάνειας» (light-sheet microscope) το οποίο χρησιμοποιεί επίπεδες δέσμες λέιζερ για να καταγράφει το δείγμα από δύο διαφορετικές πλευρές ταυτόχρονα.

Οι εικόνες καταγράφονταν πέντε φορές το δευτερόλεπτο για διάστημα μιας ώρας και προσφέρουν αρκετά μεγάλη ανάλυση ώστε να μπορεί κανείς να διακρίνει μεμονωμένους νευρώνες.

Οι δισδιάστατες εικόνες από τις δύο οπτικές γωνίες συνδυάστηκαν τελικά στον υπολογιστή για να δημιουργηθεί ένα τρισδιάστατο μοντέλο.

Το βίντεο παρακολουθεί το νευρικό σύστημα καθώς προσπαθεί αυτόματα να κινήσει το σώμα της προνύμφης μπρος ή πίσω. Όταν πηγαίνει προς τα πίσω, η νευρική δραστηριότητα ξεκινά στον εγκέφαλο και διαδίδεται μέχρι την άλλη άκρη· όταν πηγαίνει μπροστά, η νευρική δραστηριότητα έχει την αντίθετη κατεύθυνση.

Είναι η πρώτη φορά που καταγράφεται με αυτόν τον τρόπο η δραστηριότητα ενός ολόκληρου νευρικού συστήματος. Η ίδια ερευνητική ομάδα είχε παρουσιάσει το 2013 βίντεο του εγκεφάλου ενός νεογέννητου ψαριού-ζέβρα, το οποίο είναι διαφανές και διευκολύνει έτσι την παρατήρηση.

Επόμενος στόχος των ερευνητών στο Ινστιτούτο «Χάουαρντ Χιουζ» είναι τώρα να καταγράψουν τη νευρωνική δραστηριότητα σε έμβρυα ποντικού.

Η μελέτη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση Nature Communications.