عملکرد همه‌ی نورون‌ها در بدن یک جانور به‌طور زنده ضبط‌شده است. موفقیت در تصویربرداری از سیستم عصبی یک «هیدرا»- یک موجود ظریف و شفاف که با عروس‌های دریایی مرتبط است- آن هم در حال حرکت و تکان خوردن، باعث کمک به درک چگونگی کنترل حیات در چنین جانورانی شده است.
به گفته رافائل یوسته از دانشگاه کلمبیا، فن‌های مشابه این می‌توانند در آینده نه‌تنها به فهم چگونگی عملکرد مغز انسان، بلکه به‌طور عمومی به پیشرفت نوروساینس نیز کمک‌کننده باشد.
هیدرا به‌جای مغز، ساده‌ترین سیستم عصبی طبیعت را داراست؛ یک طناب عصبی که رشته‌هایی از آن به تمام بدنش امتداد می‌یابند. با این حال دانشمندان هنوز هم نمی‌دانند این چند هزار نورون چگونه باعث تولید رفتار هیدرا می‌شوند.
برای رسیدن به این پاسخ، رافائل یوسته و همکارش کریستف دوپره یک هیدرا را تحت اصلاح ژنتیکی قرار دادند تا نورون‌های آن در حضور عنصر کلسیم بدرخشند. غلظت کلسیم هنگام فعالیت نورون‌ها و صدور یک پیام افزایش پیدا می‌کند؛ بنابراین دانشمندان توانستند بین رفتار هیدرا و فعالیت نورون‌های درخشان آن ارتباط برقرار کنند. برای مثال، زمانی که جریانی از نورون‌ها که به نظر در هضم غذا نقش داشتند فعال می‌شدند، هیدرا برای تغذیه دهان خود را باز می‌کرد. دانشمندان باور دارند این می‌تواند از اجداد سیستم عصبی دستگاه گوارش ما باشد.
وقتی هیدرا بدن خود را مانند توپ جمع کرده تا از شکارچیان در امان باشد، پیام عصبی دومی صادر می‌شود. پیام سوم برای تشخیص نور بوده و ممکن است به جانور در تعیین زمان خوردن غذا کمک کند. هیدرا با وجود نابینا بودن برای شکار نیاز به نور دارد و بیشتر در صبح‌ها شکار می‌کند.
محققان دریافتند که هیچ نورونی در بیش از یک جریان عصبی نقش ندارد؛ و این یعنی جانور برای هر واکنش شبکه‌هایی متمایز ایجاد کرده است؛ یک آرایش بنیادی بسیار ساده‌تر از سیستم عصبی به‌هم‌پیوسته‌ی ما انسان‌ها.
هیدرا اولین قدم به سوی گشودن رمز عصبی است، روشی که فعالیت‌های عصبی با آن رفتارها را می‌سازند. مشاهده‌ی عملکرد گردش عصبی می‌تواند در مطالعه‌ی مغز انسان و بیماری‌های روانی مانند شیزوفرنی مؤثر باشد.
یوسته مانند جورج چرچ در دانشگاه هاروارد جزء گروهی از دانشمندان علوم اعصاب بود که پروژه‌ی «نقشه‌ی فعالیت مغز» را در سال ۲۰۱۲ راه‌اندازی کردند. این دانشمندان قصد ثبت فعالیت تمام نورون‌ها در مغز انسان را داشتند. این پروژه هسته‌ی مرکزی برنامه‌ی میلیارد دلاری BRAIN Initiative که به دست اوباما رئیس‌جمهور سابق آمریکا در سال ۲۰۱۳ راه‌اندازی شد را شکل می‌دهد.
اکنون هیدرا اولین جانوری است که این نقشه برای تمام بدنش ایجاد شده است. فعالیت مغز گورخرماهی نیز به روش مشابه گرداوری شده است.
اما دیل پروس (Dale Purves) محقق نوروساینس انستیتو علوم اعصاب دوک (Duke) در کارولینای شمالی در مفید بودن این جانور برای درک مغز انسان شک دارد. به گفته‌ی پروس: «این سؤال مطرح است که آیا این حیوانی است که همانند مگس سرکه، کرم و موش به‌عنوان ارگانیسم مدل برای درک بهتر سیستم عصبی به کار خواهد رفت؟ پاسخ من به این سؤال منفی است».
اما یوسته در حال حاضر با هفت گروه دیگر برای رمزگشایی سیستم عصبی هیدرا همکاری می‌کند تا به درک کاملی از نحوه‌ی صدور پیام توسط نورون‌های آن برسند و بتوانند مدلی محاسباتی بسازند که قادر به پیش‌بینی رفتارهای هیدرا از روی فعالیت نورون‌های آن باشد.
یوسته می‌گوید: «تلاش ما این است که نوروساینس را به‌جایی برسانیم که زمانی علم ژنتیک با کشف ساختار DNA به آن رسید». با اینکه بسیاری افراد باور دارند مغز ما پیچیده‌تر از آن است که بتوان چنین کاری را برایش انجام داد، اما این گروه از محققین همچنان امیدوارند تا این پازل پیچیده را کامل کنند.
گردآورنده: ارغوان فتاحی
منبع: Newscientist.com به نقل از نشریه Current Biology
