Ученые считают, что дрозофилы и комары «умнее», чем думает большинство людей. - ЖК и новостройки в Санкт-Петербурге

Ученые считают, что дрозофилы и комары «умнее», чем думает большинство людей.

В ходе исследований, которые стали возможными, когда COVID-19 отодвинул на второй план другие исследовательские проекты, ученые из Johns Hopkins Medicine тщательно подсчитали клетки мозга у плодовых мух и трех видов комаров, выявив число, которое удивило бы многих людей за пределами научного мира.

По их словам, крошечный мозг насекомых в среднем содержит около 200000 нейронов и других клеток . Для сравнения: в человеческом мозге 86 миллиардов нейронов, а в мозге грызунов – около 12 миллиардов. Цифра, вероятно, представляет собой «нижний предел» количества, необходимого для выполнения сложного поведения ошибок.

«Несмотря на то, что эти мозги просты [в отличие от мозга млекопитающих], они могут выполнять множество операций, даже больше, чем суперкомпьютер», – говорит Кристофер Поттер, доктор философии, доцент кафедры нейробиологии в Школе Университета Джонса Хопкинса. Медицина. «Они позволяют насекомым ориентироваться, находить пищу и одновременно выполнять другие сложные задачи, и наше исследование предлагает один ответ на вопрос, сколько клеток мозга объединяются, чтобы вести такое поведение», – добавляет Поттер.

Итоги исследования подведены 14 мая в PLOS ONE .

Те, кто изучает поведение насекомых и их функции мозга , давно подозревали, что у этих насекомых должны быть сотни тысяч мозговых клеток, говорит Поттер, но когда он и доктор философии Джошуа Раджи последовали за цепочками научных статей, в которых упоминалось это количество, они не нашел для этого доказательств.

В ответ они сообщают, что намеревались найти доказательства, используя относительно простой метод подсчета, называемый изотропным фракционатором, метод, знакомый патологам, когда они подсчитывают количество любого типа клеток в ткани.

Во-первых, Раджи использовал пластиковый пестик, чтобы разрушить всю мозговую ткань отдельных насекомых. Затем он использовал пипетку, чтобы разбить ткань и равномерно распределить клетки в забуференном растворе.

Зная точный общий объем раствора, они могли затем подсчитать количество ячеек в небольшой части раствора и масштабировать его, чтобы учесть и оценить общее количество ячеек во всем растворе.

Для фактического подсчета небольшое количество раствора наносили на предметное стекло микроскопа и помещали поверх небольшой сетки. С кропотливой точностью Раджи пересчитал клетки на каждом слайде, одну за другой.

Исследователи пришли к выводу, что общая сумма клеток мозга у плодовой мушки Drosophila melanogaster составила 199 380 плюс-минус 3400. Для трех видов комаров исследователи обнаружили 217 910 плюс-минус 6 180 у Aedes aegypti; 223 020 плюс-минус 4650 у Anopheles coluzzii; и 225 911 плюс-минус 7220 у Culex quinquefasciatus.

Раджи и Поттер обнаружили, что клетки мозга каждого вида содержат в основном нейроны – около 90%. Остальные, скорее всего, являются поддерживающими клетками, называемыми глиями, говорят они.

Поттер говорит, что исследователи определили количество клеток мозга только у нескольких видов насекомых, включая ос и муравьев. «Было бы интересно применить этот подход к социальным насекомым, таким как пчелы, и посмотреть, есть ли различия между матками и трутнями», – говорит он.

Поттер также отмечает, что методика подсчета проста, которую может использовать большинство исследователей, и что это возможность для любого исследователя выполнить подсчет и внести свой вклад в научную литературу.

Раджи отметил, что большую часть работы для исследования он выполнял в качестве побочного проекта в те времена, когда ограничения COVID-19 останавливали его основные исследовательские проекты.

По словам Поттера, самой сложной частью этой техники было микродиссекция мозга, который меньше кончика карандаша. «Для этого нужна действительно твердая рука и много практики», – говорит он.

Ссылка на основную публикацию