นักวิทยาศาสตร์ได้แสดงให้เห็นแล้วว่า สิ่งแวดล้อม ความเครียดอาจส่งผลต่อพัฒนาการปกติของ ประสาท ของระบบหนอนบ่อนไส้ที่กำลังเข้าสู่วัยแรกรุ่น
นักวิทยาศาสตร์พยายามทำความเข้าใจว่ายีนของเรา (องค์ประกอบทางพันธุกรรมของเรา) และแตกต่างกันอย่างไร สิ่งแวดล้อม ปัจจัยกำหนดรูปแบบของเรา ระบบประสาท ในช่วงแรกของการพัฒนาเมื่อเราโตขึ้น ความรู้นี้สามารถเพิ่มเติมความเข้าใจของเราเกี่ยวกับความผิดปกติทางระบบประสาทต่าง ๆ ซึ่งส่วนใหญ่เกิดขึ้นเมื่อวงจรประสาทปกติในระบบประสาทของเราสลาย ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ใน ธรรมชาติ, นักวิทยาศาสตร์ จากมหาวิทยาลัยโคลัมเบียได้ศึกษาระบบประสาทของหนอนโปร่งใสขนาดเล็ก (ค. เอเลแกนส์) เพื่ออธิบายให้เข้าใจถึงรูปร่างของมัน พวกเขาแสดงให้เห็นว่าความเครียดที่เกิดจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมสามารถส่งผลกระทบอย่างรุนแรงอย่างถาวรต่อการเชื่อมต่อที่เกิดขึ้นในระบบประสาทที่ยังคงพัฒนาอยู่ ในการทดลอง พวกเขาทำให้หนอนตัวผู้อดอาหารก่อนที่หนอนจะเจริญเติบโตทางเพศโดยมีเป้าหมายเพื่อทำให้พวกมันไม่เข้าสู่วัยเจริญพันธุ์ การสัมผัสกับความเครียดจากภายนอก โดยเฉพาะการอดอาหาร แม้กระทั่งไม่กี่วันก่อนการมีเพศสัมพันธ์จะส่งผลต่อรูปแบบการเดินสายไฟของวงจรประสาทที่สำคัญในหนอน ประสาท ระบบจึงป้องกันไม่ให้เกิดการเปลี่ยนแปลงตามปกติ โปรแกรมการเดินสายไฟใหม่ของระบบประสาทถูกขัดจังหวะโดยพื้นฐาน เมื่อสิ่งเหล่านี้ 'เน้น' ผู้ชายเข้าสู่วัยแรกรุ่นและเป็นผู้ใหญ่ วงจรที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะยังคงอยู่ในระบบประสาท ทำให้พวกเขายังคงทำตัวไม่เป็นผู้ใหญ่ต่อไป ความยังไม่บรรลุนิติภาวะของพวกมันถูกตัดสินโดยการสังเกตว่าหนอนตัวผู้ที่โตเต็มวัยมีความไวสูงต่อสารเคมีพิษที่เรียกว่า SDS เมื่อเปรียบเทียบกับตัวผู้ที่โตเต็มวัยปกติ หนอนเครียดยังใช้เวลาจำกัดกับหนอนกระเทยตัวอื่นๆ และมีปัญหาในการผสมพันธุ์
นักวิทยาศาสตร์ ได้ค้นพบครั้งสำคัญนี้เมื่อหนอนบางตัวถูกปล่อยทิ้งไว้โดยไม่ได้ตั้งใจเป็นเวลาหลายสัปดาห์และไม่ได้รับอาหาร สิ่งนี้นำไปสู่การหยุดการพัฒนาตามปกติของเวิร์ม และพวกมันเข้าสู่สถานะที่เรียกว่า 'สถานะ dauer' สภาวะนี้เหมือนกับการหยุดการเจริญเติบโตตามปกติของสิ่งมีชีวิตชั่วคราว ในกรณีของหนอน เมื่อหนอนที่ยังไม่โตเต็มวัยสัมผัสได้ถึงความเครียดประเภทใดก็ตาม การหยุดชั่วคราวจะเกิดขึ้นในการเจริญเติบโตตามปกติเป็นเวลาหลายเดือน และต่อมาเมื่อความเครียดหายไป การเจริญเติบโตของพวกมันก็กลับมาเติบโตอีกครั้ง ดังนั้น หลังจากความเครียดจากความอดอยากผ่านไป หนอนก็กลับสู่สภาพแวดล้อมปกติ และพวกมันก็เติบโตเป็นผู้ใหญ่ เมื่อตรวจสอบระบบประสาทของหนอนที่โตเต็มวัยแล้ว พบว่าการเชื่อมต่อที่ยังไม่สมบูรณ์ในหางของหนอนตัวผู้ยังคงอยู่ ซึ่งตามหลักการแล้วจะถูกกำจัด (หรือตัดออก) ในระหว่างการเจริญเติบโตทางเพศ นักวิจัยสอบสวนเพิ่มเติมโดยระบุว่า 'dauer state' มีสาเหตุมาจากความเครียดจากความอดอยากโดยเฉพาะ ไม่ใช่จากความเครียดรูปแบบอื่นใด ความเครียดทำให้เกิดการแมปแผนภาพลวดใหม่ ผลตรงกันข้ามของสารสื่อประสาทสองตัว ได้แก่ เซโรโทนินและออคโทปามีน ทำหน้าที่ควบคุมการตัดวงจร หนอนเครียดมีสารออกโทพามีนในปริมาณสูง ซึ่งขัดขวางการผลิตเซโรโทนิน หากให้เซโรโทนินกับผู้ชายที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะในระหว่างที่มีความเครียด การตัดแต่งกิ่งตามปกติจะเกิดขึ้น และผู้ใหญ่จะเริ่มแสดงปฏิกิริยาเต็มที่ต่อ SDS เมื่อเปรียบเทียบระหว่างการให้ออคโทพามีนกับผู้ชายที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะ สิ่งนี้จะช่วยป้องกันการถูกตัดวงจรได้ การศึกษาชี้ให้เห็นว่าความเครียดอาจส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงของระบบประสาทได้เมื่อใด ก่อน การพัฒนากำลังเกิดขึ้น สารสื่อประสาทเซโรโทนินสัมพันธ์กับสภาพจิตใจของภาวะซึมเศร้าในมนุษย์
ความเป็นไปได้นี้อาจเป็นจริงสำหรับมนุษย์ด้วยหรือไม่? มันไม่ตรงไปตรงมาในมนุษย์ เพราะเรามีระบบประสาทที่ใหญ่กว่าและซับซ้อนกว่ามากเมื่อเทียบกับสัตว์ อย่างไรก็ตาม เวิร์มเป็นสิ่งมีชีวิตต้นแบบที่เรียบง่ายแต่มีประสิทธิภาพในการศึกษาและวิเคราะห์ระบบประสาท นักวิจัยชั้นนำของการศึกษานี้ได้ริเริ่มโครงการที่เรียกว่า ceNGEN ซึ่งจะทำแผนที่การสร้างยีนและกิจกรรมของเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์ในระบบประสาทของหนอน C. elegans ซึ่งจะช่วยให้เข้าใจการสร้างระบบประสาทในรายละเอียดมากขึ้นและการทำงานร่วมกันที่เป็นไปได้ระหว่าง การสร้างพันธุกรรมและประสบการณ์ของตัวเอง
***
{คุณสามารถอ่านรายงานการวิจัยต้นฉบับได้โดยคลิกลิงก์ DOI ที่ระบุด้านล่างในรายการแหล่งที่มาที่อ้างอิง}
แหล่งที่มา (s)
Bayer EA และ Hobert O. 2018 ประสบการณ์ที่ผ่านมาทำให้เกิดการเดินสายประสาทแบบ dimorphic ทางเพศผ่านการส่งสัญญาณแบบ monoaminergic ธรรมชาติ. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0452-0
***
