Дрозофіли допомагають вченим розкрити таємницю хвороби Альцгеймера

Група вчених Науково-дослідного інституту Скріппса у місті Юпітер, на Флориді, вивчає функцію запам’ятовування людського мозку. Для досліджень тут використовують не шимпанзе, собак, чи щурів - тварин, які, як відомо, мають пам’ять - а звичайних плодових мух.

«Вони відносно прості», - каже про мух доктор Рон Дейвіс, керівник відділу неврології Інституту Скріппса. Він пояснює чому саме їх мозок - ідеальна модель для досліджень людського мозку:

« Мозок дрозофіли має близько 100 000 нейронів. Мозок людини має десь 100 мільярдів нейронів і представляє собою величезну мережу взаємопов’язаних нейронів, якщо можна так сказати. Втім, ми ще не здатні збагнути всіх загадок людського мозку».

Доктор Дейвіс каже, що гени плодових мух, по суті, такі ж як і в людини, хоч у них їх значно менше.

Експерименти проводяться у спеціальних пробірках з плексигласу оперезаних зовні мідяною сіткою, яку електризують. Пробірка, де знаходяться муха, заповнюється якимсь ароматом і пронизується слабким електричним струмом. Відтак цю пробірку очищують струмом свіжого повітря від першого запаху і заповнюють якимсь інакшим, але тоді тварину не шокують струмом. Таким способом комаху вчать запам’ятовувати аромат, асоціюючи його зі струмом: один запах - поганий, бо тварина була шокована; а другий - добрий.

Відтак перевіряють наскільки добре мухи запам’ятали той, чи інший запах. Доктор Девіс каже, що нормальні дрозофіли чорночереві здатні майже на 90 % уникати запаху, асоційованого з електричним струмом. А комах-мутантів, які не здатні розрізняти запахів, ізолюють для вивчення їхніх генів.

Вчені видаляють їх мозок та розглядають його під мікроскопом ще в стадії функціонування. Вони ізолюють ті нейрони, що відповідають за поведінкову реакцію мутантів і досліджують сигнали, які вони надсилають іншим нейронам у мозку.

Як тільки-но вченим вдається з’ясувати, які саме нейрони у нормальних мух контролюють розпізнавання запаху тоді вони порівнюють їх із нейронам у мозках мух-мутантів, які не запам’ятовують пов’язаного зі шоком запаху. Так вони дізнаються, які саме гени відповідальні за контролювання функцією подразнення мозку.

«Тому що плодові мухи мають, по суті, такі ж гени, як і ми - хоч в нас їх значно більше - це робить наше дослідження дуже перспективним», - пояснює доктор Девіс.

«Коли б нам вдалося знайти в мух ген відповідальний за процес формування пам’яті (що, як правило, притаманний кожному виду тварин) то ми могли б використати цей ген для виявлення аналогічних генів у мишей, чи людей, бо вони надзвичайно схожі і майже з такою ж самою основою», - каже Девіс. «Фактично, ми дуже подібні до плодової мухи: хочете вірте, хочете ні», - додає сміючись науковець.

Життя дрозофіли дуже коротке у порівнянні з такими лабораторними тваринами, як миші і щурі. Але завдяки їх плодючості і розмножуванню кожних два тижні, вчені можуть робити велику кількість генетичних дослідів упродовж цілого року. А тому, що мухи малі, їх можна легко і дешево зберігати сотнями тисяч у пластикових контейнерах. В Інституті Скріппса є невелика кімната з пробірками повними мух, які допомагають вченим знайти відповідь на те, як запам’ятовуються і зберігається інформація в мозку.

«Досліджуючи більшість таких неврологічних захворювань, як хвороба Альцгеймера, Паркінсона і т.д.; а також таких психіатричних захворювань, як шизофренія, біполярні розлади, дефіцит уваги і гіперактивності (ADHD) та аутизм можна сказати, що спільним для усіх цих недуг є труднощі пов’язані з навчальним процесом і запам’ятовуванням», - говорить доктор Рон Девіс.

Очолювана ним група науковців Науково-дослідного інституту Скріппса сподівається знайти лікарство для поліпшення функцій мозку в процесі навчання і запам’ятовування інформації, чого не вистарчає людям із деякими неврологічними і психіатричними захворюваннями. Доктор Девіс вірить, що істотне розуміння функціонування людського мозку - це ключ до лікування, а можливо і позбавлення людей від багатьох недуг мозку.