Вентральный нервный канатик - Ventral nerve cord

Слева: схематическое изображение центральной нервной системы дрозофилы, включая мозг и брюшной нервный тяж. Справа - поперечный разрез брюшного нервного канатика, иллюстрирующий сенсорный ввод и мотор вывод. Адаптировано с разрешения [1]

В брюшной нервный тяж (VNC) - основная структура беспозвоночный Центральная нервная система. Это функциональный эквивалент позвоночное животное спинной мозг[2]. VNC координирует передачу нейронных сигналов от мозга к телу и наоборот, объединяя сенсорный ввод и двигательный вывод. [1] Обезглавленные насекомые по-прежнему могут ходить, ухаживать и спариваться, что свидетельствует о том, что схемы VNC достаточно для выполнения сложных моторных программ без участия мозга.[3].

Структура

VNC содержит восходящие и нисходящие нейроны, которые передают информацию в мозг и из него. двигательные нейроны которые проецируются в тело и синапсы на мышцы, сенсорные нейроны которые получают информацию от тела и окружающей среды, и интернейроны которые координируют схему всех этих нейронов[3].

Нейроны VNC организованы в сегментарные ганглии с нервными связками, бегущими по вентральный («живот», а не задний) плоскость организма. Вентральные нервные тяжи от передний к задний (в грудной и брюшной тагма у членистоногих) состоят из сегментарных ганглиев, которые связаны трактом нервных волокон, проходящим с одной стороны на другую нервного шнура, называемого комиссур. Полная система имеет некоторое сходство с веревочная лестница. У некоторых животных двусторонние ганглии сливаются в один большой ганглий на сегмент.[2][3].

Эволюция

Вентральные нервные тяжи встречаются в некоторых тип из билатерии, особенно в нематоды, кольчатые червя и членистоногие. Они хорошо изучены у насекомых, и VNC описаны у более чем 300 видов, охватывающих все основные отряды. Предполагаемая общая предковая структура наблюдается редко; вместо этого VNC большинства насекомых претерпевают значительные изменения, а также конвергенция. Модификации включают сдвиги в нейромера позиции, их слияние с образованием сложных ганглиев и, потенциально, их разделение, чтобы вернуться в отдельные ганглии.[4]

Развитие

В насекомое VNC развивается в соответствии с планом тела, основанным на сегментарном наборе из 30 парных и одного непарного нейробласты[5]. Нейробласт можно однозначно идентифицировать на основе его положения в матрице, его молекулярной экспрессии и набора ранних нейронов, которые он производит.[6][7]. Каждый нейробласт дает два полушария: полулинией «А», характеризующийся активным Notch сигнализация и "B" гемилиней, характеризующийся отсутствием активной передачи сигналов Notch[8]. Исследования плодовой мушки D. melanogaster предполагает, что все нейроны данного полушария высвобождают одни и те же первичные нейротрансмиттер[9].

Engrailed - это фактор транскрипции что помогает регулировать ген измученный чтобы отделить нейробласты во время эмбрионального развития. Сегрегация нейробластов важна для формирования и развития VNC.[10].

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Тутхилл, Джон С; Уилсон, Рэйчел I (24 октября 2016 г.). «Механочувствительность и адаптивное управление моторикой у насекомых» (PDF). Текущая биология. 26: R1022 – R1038. Дои:10.1016 / j.cub.2016.06.070. PMID  27780045.
  2. ^ а б Хикман, Кливленд; Робертс, L; Keen, S .; Larson, A .; Эйзенхур, Д. Разнообразие животных (4-е изд.). Нью-Йорк: Макгроу Хилл. ISBN  978-0-07-252844-2.
  3. ^ а б c Venkatasubramanian, L; Манн, RS (2019). «Развитие и сборка вентрального нервного шнура взрослого дрозофилы». Текущее мнение в нейробиологии. 56: 135–143. Дои:10.1016 / j.conb.2019.01.013. ЧВК  6551290. PMID  30826502.
  4. ^ Нивен, Джереми Э .; Грэм, Кристофер М .; Берроуз, Малкольм (2008). "Разнообразие и эволюция пуповины брюшного нерва насекомых". Ежегодный обзор энтомологии. 53 (1): 253–271. Дои:10.1146 / annurev.ento.52.110405.091322. ISSN  0066-4170. PMID  17803455.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)
  5. ^ Томас, Джон Б .; Bastiani, Michael J .; Бейт, Майкл; Гудман, Кори С. (1984). «От кузнечика до дрозофилы: общий план развития нейронов». Природа. 310 (5974): 203–207. Bibcode:1984Натура 310..203Т. Дои:10.1038 / 310203a0. ISSN  0028-0836. PMID  6462206.
  6. ^ Харрис, Робин М; Пфайффер, Баррет Д.; Рубин, Джеральд М; Трумэн, Джеймс У (20.07.2015). «Гемилинии нейронов обеспечивают функциональную основу вентральной нервной системы дрозофилы». eLife. 4: e04493. Дои:10.7554 / eLife.04493. ISSN  2050-084X. ЧВК  4525104. PMID  26193122.
  7. ^ Broadus, J .; Доу, К. К. (1995). «Эволюция идентичности нейробластов: экспрессия seven-up и prospero показывает гомологичные и дивергентные судьбы нейробластов у Drosophila и Schistocerca». Разработка (Кембридж, Англия). 121 (12): 3989–3996. ISSN  0950-1991. PMID  8575299.
  8. ^ Трумэн, Дж. У .; Рвы, Вт .; Altman, J .; Marin, E.C .; Уильямс, Д. У. (01.01.2010). «Роль передачи сигналов Notch в установлении гемилинии вторичных нейронов у Drosophila melanogaster». Развитие. 137 (1): 53–61. Дои:10.1242 / dev.041749. ISSN  0950-1991. ЧВК  2796924. PMID  20023160.
  9. ^ Лацин, Халук; Чен, Хуэй-Минь; Лонг, Си; Певец, Роберт Х; Ли, Цумин; Трумэн, Джеймс У (26 марта 2019 г.). «Идентичность нейротрансмиттера приобретается ограниченным по клонам способом в ЦНС дрозофилы». eLife. 8: e43701. Дои:10.7554 / eLife.43701. ISSN  2050-084X. ЧВК  6504232. PMID  30912745.
  10. ^ Джоли, Вилли; Мугат, Бруно; Maschat, Флоренция (2007). «Engrailed контролирует организацию брюшного нервного канатика посредством изношенной регуляции». Биология развития. 301 (2): 542–554. Дои:10.1016 / j.ydbio.2006.10.019. PMID  17126316.

внешние ссылки