Hüdra - esimene elusolend, kelle kogu närvisüsteem sai kaardistatud ja salvestatud
Teadlastel on viimaks õnnestunud „elavas esituses“ salvestada kõikide neuronite tööd ühe loomakese organismis. Liikuva ja liigutava hüdra — tillukese, poolläbipaistva kehaga ainuõõsse — närvisüsteemi kaardistamise alane läbimurre võimaldab uurijail paremini mõista seda, kuidas nood loomad oma käitumist juhivad.
Samasuguse tehnika abil võime kunagi hakata paremini tundma õppima ka inimeste ajude tööd. „See saavutus võib osutuda oluliseks mitte ainult inimeste ajude jaoks, vaid neuroloogia jaoks üldiselt,“ märkis New Yorgis tegutseva Columbia ülikooli bioloogia- ja neuroloogiaprofessor Rafael Yuste.
Keerulise aju asemel on hüdraloomadel siiski üks kõige elementaarsematest närvisüsteemidest looduses — närvide võrgustik, mida moodustavaid närvirakke leidub kõigis hüdra kehapiirkondades. Ometi ei tednuda uurijad sellest, kuidas hüdra tühise paari tuhande neuroni vastastikusest suhtlusest sünnib kompleksne käitumine, seni peaaegu mitte midagi.
Vastuse leidmiseks muutsid prof Yuste ja tema kolleeg Christophe Dupre hüdrade geneetikat, nii et loomade neuronid hakkasid kaltsiumi toimel helendama. Kuna neuronite aktiveerumisel ja närvisignaalide edastamisel kaltsiumi-ioonide kontsentratsioon tõuseb, oli Yuste’il ja Duprel võimalik seostada loomakeste käitumist muutustega neuroniahelate bioluminestsentsi intensiivsuses.
Näiteks aktiveerus nähtavasti seedeprotsessides osalev neuroniahel hüdra kõhuõõnelaadses kehaõõnsuses iga kord, kui loom avas söömiseks suu. Teadlaste arvates pole välistatud, et tolle neuroniahela näol on tegemist inimeste seede-närvisüsteemi kauge eellasega.
Teine neuroniahel aktiveerub, kui hüdra röövloomade eest kaitset otsides oma keha kerra tõmbab. Kolmas ahel paistab tegelevat valguse aistimisega, andes hüdrale märku, kui on õige aeg süüa — nimelt vajab hüdra, kes ise on küll pime, küttimiseks valgust, mistõttu tegeleb toidu otsimisega rohkem hommikuti.
Töörühm leidis, et iga hüdra neuron kuulus ainult ühte neuroniahelasse ega olnud teiste ahelatega seotud. See avastus annab mõista, et neil loomakestel on arenenud iga refleksi jaoks eraldi närvivõrgustik. Taoline algeline ülesehitus on meie endi tihedalt suhtlevate ahelavõrgustike põhiste närvisüsteemidega võrreldes väga lihtsakoeline.
Yuste ja tema kolleeg George Church Harvardi ülikoolist võtsid osa neuroloogide rahvusvahelisest algatusest, millega käivitati 2012. aastal ajutegevuse kaardistamise projekt Brain Activity Map Project. Algatusega kutsuti kogu maailma neurolooge üles salvestama inimaju iga üksiku neuroni aktiivsust. Projekt on vundamendiks algatusele BRAIN, mille miljardi dollari suuruse riikliku rahastuse USA eelmise presidendi Obama valitsus 2013. aastal heaks kiitis.
Seni on hüdra esimene loom, kelle närvisüsteem tervikuna kaardistati, ehkki varem on teadlastel õnnestunud salvestada vöödilise daanio (ld Danio rerio, ingl zebrafish) ajude aktiivsust. Churchi osutusel on kahtlemata tegemist tähistamisväärse murranguga, ehkki sama tehnika kohaldamine närilistele või esikloomalistele kujuneb kahtlemata äärmiselt keeruliseks.
