Keberhasilan dalam memetakan jaringan saraf lengkap cacing jantan dan betina merupakan kemajuan penting menuju pemahaman fungsi sistem saraf.
Sistem saraf kita adalah koneksi rumit saraf dan sel khusus yang disebut neuron yang mengirimkan sinyal ke berbagai bagian tubuh. Manusia otak memiliki miliaran neuron yang berkomunikasi melalui jaringan besar koneksi sinaptik. Memahami 'kabel listrik' koneksi dalam sistem saraf penting untuk memahami pengiriman fungsi kohesif dan untuk model perilaku organisme.
Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan pada 3 Juli di Alam, para peneliti telah menggambarkan diagram konektivitas lengkap pertama dari sistem saraf kedua jenis kelamin hewan – nematoda C. elegans. Cacing gelang dewasa kecil sepanjang 1 mm ini hanya memiliki sekitar 1000 sel dan dengan demikian sistem sarafnya sangat sederhana dengan hanya sekitar 300-400 neuron. C. elegans telah digunakan sebagai sistem model dalam ilmu saraf karena kesamaan dengan manusia. Ini dianggap sebagai model yang baik untuk akhirnya memahami otak manusia yang kompleks yang terdiri dari lebih dari 100 miliar neuron. Sebuah penelitian sebelumnya, yang dilakukan lebih dari tiga dekade lalu, telah memetakan hubungan sistem saraf pada cacing gelang betina (nematoda). C. elegans meskipun kurang detail.
Dalam studi saat ini, para peneliti menganalisis yang sudah tersedia dan juga mikrograf elektron baru pria dan wanita dewasa cacing dan menggabungkannya menggunakan perangkat lunak khusus untuk membuat diagram pengkabelan lengkap untuk kedua jenis kelamin. Diagram ini seperti 'peta saraf' dan disebut 'koneksi'. Diagram matriks berisi semua (a) koneksi antara neuron individu, (b) koneksi antara neuron ke otot dan jaringan lain dan (c) sinapsis antara sel-sel otot seluruh hewan. Jalur sinaptik sangat mirip pada cacing jantan dan betina, meskipun jumlah sinapsis berbeda dalam kekuatannya dan dengan demikian bertanggung jawab atas karakteristik perilaku jantan dan betina spesifik jenis kelamin pada berbagai tingkatan. Pemetaan terperinci dari input sensorik ke output organ akhir membantu menyimpulkan bagaimana hewan-hewan ini bereaksi terhadap lingkungan eksternal mereka dan koneksi saraf mana yang bertanggung jawab atas perilaku tertentu.
'Struktur' sistem saraf cacing merupakan langkah penting menuju pemetaan kuantitatif koneksi saraf yang berbeda di dalam otak, wilayahnya, dan sistem saraf untuk menguraikan perilaku cacing. Bagaimana hewan-hewan ini berperilaku dapat membantu menentukan koneksi saraf yang dapat terputus-putus dan menyebabkan penyakit. Banyak molekul dalam sistem saraf cacing gelang mirip dengan sistem saraf manusia. Studi ini dapat membantu kita pada akhirnya memahami hubungan dalam sistem saraf manusia dan hubungannya dengan kesehatan dan penyakit. Karena banyak gangguan neurologis dan psikiatri diketahui disebabkan oleh beberapa masalah dalam 'pengkabelan' ini, memahami hubungan dapat membantu kita mengembangkan terapi untuk berbagai penyakit mental.
***
{Anda dapat membaca makalah penelitian asli dengan mengklik tautan DOI yang diberikan di bawah ini dalam daftar sumber yang dikutip}
Sumber (s)
1. Masak, SJ dkk. 2019. Konektom seluruh hewan dari kedua jenis kelamin elegans Caenorhabditis. Alam. 571 (7763). https://doi.org/10.1038/s41586-019-1352-7
2. Putih JG dkk. 1986. Struktur sistem saraf dari nematoda Caenorhabditis elegans. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 314(1165). https://doi.org/10.1098/rstb.1986.0056
