Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Слева схематическое изображение центральной нервной системы дрозофилы, включая головной мозг и брюшной нервный канат . Справа - поперечный разрез брюшного нервного шнура, иллюстрирующий сенсорный вход и моторный выход. Адаптировано с разрешения. [1]

Нерв шнур вентральный (VNC) является одной из основной структуры беспозвоночных центральной нервной системы . Это функциональный эквивалент позвоночного спинного мозга . [2] VNC координирует передачу нейронных сигналов от мозга к телу и наоборот, объединяя сенсорный ввод и двигательный вывод. [1] Обезглавленные насекомые все еще могут ходить, ухаживать и спариваться, что свидетельствует о том, что схемы VNC достаточно для выполнения сложных моторных программ без участия мозга. [3]

Структура [ править ]

Вентральный нервный тяж проходит вниз по вентральной («брюшной», а не задней) плоскости организма. Он 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 схемы всех этих нейронов. [3]

Нейроны VNC физически организованы в нейромеры, которые обрабатывают сигналы для каждого сегмента тела. [4]   Передние нейромеры контролируют передние сегменты тела, такие как передние ноги, а более задние нейромеры контролируют задние сегменты тела, такие как задние ноги. Нейромеры соединены продольно, спереди и сзади, волокнистыми нервными путями, называемыми соединительными элементами. Пары полусегментов, соответствующие левой и правой стороне VNC, горизонтально соединены фиброзными путями, называемыми комиссурами. [4] [5]

Эволюция [ править ]

Брюшные нервные шнуры найдены в некоторых филах из билатерий , в частности , в пределах нематод , кольчатых и членистоногих . VNC хорошо изучены у насекомых, и они были описаны у более чем 300 видов, охватывающих все основные отряды. VNC насекомых обладают замечательным морфологическим разнообразием. У многих насекомых вентральный нервный шнур, похожий на веревочную лестницу, состоит из физически разделенных сегментарных ганглиев . Напротив, у Drosophila грудные и брюшные нейромеры смежны, и весь VNC считается одним ганглием. [5]Предполагаемая общая предковая структура наблюдается редко; вместо этого VNC большинства насекомых демонстрируют как обширную модификацию, так и конвергенцию . Модификации включают сдвиги в положениях нейромеров , их слияние с образованием сложных ганглиев и, потенциально, их разделение, чтобы вернуться в индивидуальные ганглии. [4] У организмов со сросшимися нейромерами соединительные элементы все еще существуют, но их длина очень уменьшена. [4]

Развитие [ править ]

Насекомых VNC , развивается в соответствии с планом тела на основе сегментарного набора 30 парных и непарных одного нейробластов . [6] Нейробласт можно однозначно идентифицировать на основе его положения в массиве, его молекулярной экспрессии и набора ранних нейронов, которые он производит. [7] [8] Каждый нейробласт дает начало двум гемилинейным линиям: «A» гемилинейности, характеризующейся активной передачей сигналов Notch , и полулинейне «B», характеризующейся отсутствием активной передачи сигналов Notch. [9] Исследования на плодовой мушке D. melanogaster показывают, что все нейроны одного полушария выделяют один и тот же первичный нейромедиатор .[10]

Engrailed - это фактор транскрипции, который помогает регулировать ген, разрушенный для разделения нейробластов во время эмбрионального развития. Сегрегация нейробластов важна для формирования и развития VNC. [11]

См. Также [ править ]

  • Спинной нервный канатик у хордовых
  • Надпищеводный ганглий , «мозг» членистоногого.
  • Нервная сетка в книдарии и иглокожих филах

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Tuthill JC, Wilson RI (октябрь 2016 г.). «Механочувствительность и адаптивное управление моторикой насекомых» . Текущая биология . 26 (20): R1022 – R1038. DOI : 10.1016 / j.cub.2016.06.070 . PMC  5120761 . PMID  27780045 .
  2. ^ Hickman C, Робертс L, Keen S, Larson A, D. Eisenhour разнообразие животных (4 - й изд.). Нью-Йорк: Макгроу Хилл. ISBN 978-0-07-252844-2.
  3. ^ a b Venkatasubramanian L, Mann RS (июнь 2019 г.). «Развитие и сборка вентрального нервного шнура взрослого дрозофилы» . Текущее мнение в нейробиологии . 56 : 135–143. DOI : 10.1016 / j.conb.2019.01.013 . PMC 6551290 . PMID 30826502 .  
  4. ^ a b c d Niven JE, Graham CM, Burrows M (2008). «Разнообразие и эволюция брюшного нерва насекомых». Ежегодный обзор энтомологии . 53 (1): 253–71. DOI : 10.1146 / annurev.ento.52.110405.091322 . PMID 17803455 . 
  5. ^ a b Court R, Namiki S, Armstrong JD, Börner J, Card G, Costa M и др. (Сентябрь 2020 г.). "Систематическая номенклатура брюшного нерва дрозофилы" . Нейрон . 107 (6): 1071–1079.e2. DOI : 10.1016 / j.neuron.2020.08.005 . PMID 32931755 . 
  6. ^ Томас JB, Bastiani MJ, Bate M, Goodman CS (1984). «От кузнечика до дрозофилы: общий план развития нейронов». Природа . 310 (5974): 203–7. Bibcode : 1984Natur.310..203T . DOI : 10.1038 / 310203a0 . PMID 6462206 . 
  7. Перейти ↑ Harris RM, Pfeiffer BD, Rubin GM, Truman JW (июль 2015 г.). «Гемилинейи нейронов обеспечивают функциональную основу вентральной нервной системы дрозофилы» . eLife . 4 : e04493. DOI : 10.7554 / eLife.04493 . PMC 4525104 . PMID 26193122 .  
  8. ^ Broadus J, Doe CQ (декабрь 1995). «Эволюция идентичности нейробластов: экспрессия seven-up и prospero показывает гомологичные и дивергентные судьбы нейробластов у Drosophila и Schistocerca». Развитие . 121 (12): 3989–96. PMID 8575299 . 
  9. ^ Трумэн JW, Moats W, Альтман J, Marin EC, Williams DW (январь 2010). «Роль передачи сигналов Notch в установлении гемилиней вторичных нейронов у Drosophila melanogaster» . Развитие . 137 (1): 53–61. DOI : 10.1242 / dev.041749 . PMC 2796924 . PMID 20023160 .  
  10. ^ Лачин H, Chen HM, Long X, Singer RH, Ли T, Трумэн JW (март 2019). «ЦНС дрозофилы» . eLife . 8 : e43701. DOI : 10.7554 / eLife.43701 . PMC 6504232 . PMID 30912745 .  
  11. ^ Joly W, Mugat B, Maschat F (январь 2007). «Engrailed контролирует организацию брюшного нервного шнура посредством изношенной регуляции». Биология развития . 301 (2): 542–54. DOI : 10.1016 / j.ydbio.2006.10.019 . PMID 17126316 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Сравнение спинного мозга и брюшного нервного канатика
  • Нервная система омара
  • Морфология насекомых