Kontrola neuronalna cyklu snu/czuwania
Mimo że naprzemienne stany czuwania i snu są wszechobecne w świecie zwierząt, ciągle mało wiadomo na temat ich mechanizmów regulacyjnych i celowości. Uczestnicy projektu SEROTONINSLEEP (Serotonergic regulation of sleep related neural circuit) badali wpływ neuropeptydów serotoniny i hipokretyny na cykl snu. Naukowcy analizowali odpowiedź optomotoryczną (OMR), służącą do stabilizowania ruchu po linii prostej. Poprzez badanie zachowań podczas pływania w kontekście ruchów monokularnych i binokularnych stworzono nowe narzędzia do interpretacji wielkoskalowych danych neuronalnych oraz identyfikacji związanych z nimi obszarów mózgu. Wykorzystanie ich w badaniach zachowań komplementarnych i układów neuronalnych może dostarczyć wiedzy do badań nad stanami snu oraz czuwania. Dane z analizy i modelowania ruchu umożliwiły stworzenie algorytmów kierowania wzrokiem oraz przemieszczaniem się. Częstotliwość zawracania i zmiany kierunku pływania modulowano niezależnie. Sugeruje to istnienie oddzielnych, lecz pokrywających się kanałów informacyjnych we wzorcach ruchów egocentrycznych. Do prześledzenia całego obwodu neuronalnego naukowcy wykorzystali nacelowane, dwufotownowe obrazowanie wapniowe całego mózgu oraz analizę klastrową klas odpowiedzi neuronalnych. Obserwacje wykazują, że istnieje drzewo dendrytyczne wyspecjalizowane w wysyłaniu danych czuciowych do obwodu. Następnie instrukcje motoryczne są przetwarzane w specyficznych obszarach przedruchowych. Badanie OMR może dostarczyć platformy do analizy innych relacji bodziec-reakcja. Uzyskany w badaniu schemat może dostarczyć silnych podstaw do określenia wpływu snu, czuwania oraz farmakologii na aktywność i zachowanie neuronów w mózgu kręgowców. Publikacje wyników projektu SEROTONINSLEEP obejmują artykuły w Nature Methods, Neuron, eLife oraz Cell.
Słowa kluczowe
Cykl snu/czuwania, danio pręgowany, serotonina, hipokretyna, odpowiedź optomotoryczna, model, algorytmy