سیستم عصبی چگونه رفتارها را کنترل می‌کند؟

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از وبگاه سای‌تِک‌دِیلی (SciTechDaily)، یک مدل حیوانی ساده نشان می‌دهد که چگونه محرک‌ها و حالت‌هایی مانند بوها، عوامل استرس‌زا و سیری در یک نورون بویایی همگرا می‌شوند تا رفتار حیوان را در جست‌وجوی غذا هدایت کنند.

تصور کنید روبه‌روی یک نانوایی زندگی می‌کنید. وقتی گرسنه‌اید و عطر نان از پنجره وارد می‌شود و به مشامتان می‌خورد، برای خوردن نان وسوسه می‌شوید؛ اما هنگامی که سیر هستید، عطر نان در شما تمایلی برای خوردن ایجاد نمی‌کند.

محققان مؤسسه فناوری ماساچوست در آمریکا، این موضوع را بررسی کرده‌اند که چگونه سیستم‌های عصبی عوامل متعددی را برای هدایت رفتار جست‌وجوی غذا یکپارچه می‌کند. تیم پژوهشی، کِرم اِلِگانس را بررسی کردند که حالت‌های رفتاری‌اش به‌خوبی مشخص است و سیستم عصبی ۳۰۲ سلولی‌ آن، مسئله را برای محققان حل‌شدنی می‌کند. آن‌ها می‌خواستند بدانند چگونه بسیاری از منابع اطلاعات مربوط به حالت و منابع اطلاعات حسی در یک نورون بویایی مهم به نام AWA همگرا می‌شوند و این نورون بویایی چگونه به جست‌وجوی غذا کمک می‌کند.

محققان سازوکارهایی (مکانیسم‌هایی) را تشریح کردند که سطوح یک گیرنده بویایی را در یک نورون بویایی منفرد، براساس وضعیت و محرک‌هایی که حیوان تجربه می‌کند، کنترل می‌کند. آن‌ها می‌گویند: اگر درک کنیم یکپارچگی چگونه در یک سلول اتفاق می‌افتد، راه برای درک اینکه این اتفاق چگونه در سایر نورون‌های کرم و حیوانات دیگر روی می‌دهد، گشوده می‌شود.

محققان کشف کردند که حالت‌های درونی حیوانات می‌تواند بر بیان ژن در سطح نورون‌های حسی تأثیر بگذارد و از این کشف شگفت‌زده شدند. آن‌ها متوجه شدند گرسنگی و استرس با تغییر واکنش نورون‌های حسی، نحوه حس‌کردن دنیای اطراف را برای حیوانات تغییر می‌دهند. آن‌ها همچنین، پی بردند که بیان گیرنده شیمیایی فقط به یک ورودی وابسته نیست؛ بلکه به مجموع محیط خارجی، وضعیت تغذیه و میزان استرس بستگی دارد.

محققان کرم‌ها را سه ساعت از غذا دور نگه داشتند و تغییرات بیان ژن آن‌ها را با زمانی مقایسه کردند که به خوبی تغذیه می‌شدند. نتیجه حاکی از این بود که یک حالت درونی (گرسنگی) بر درجه بیان گیرنده در یک نورون حسی تأثیر می‌گذارد. آن‌ها با چند آزمایش دیگر، مسیرهای سیستم عصبی کرم را بررسی کردند که نشانه‌های حسی، گرسنگی و غذاخوردن فعال را به AWA می‌رساند.

آن‌ها دریافتند گرسنگی، گیرنده‌های حسی را در نورون‌های دیگری غیر از AWA تنظیم می‌کند. این هم پوشانی‌ها نشان می‌دهد که سازوکاری که در AWA برای یکپارچه‌سازی اطلاعات کشف شده است، احتمالاً در سایر نورون‌ها و شاید در حیوانات دیگر نیز نقش دارد.