Вентральный нервный канатик — основная структура центральной нервной системы беспозвоночных . Это функциональный эквивалент спинного мозга позвоночных . [2] Вентральный нервный канатик координирует передачу нервных сигналов от мозга к телу и наоборот, интегрируя сенсорный вход и локомоторный выход. [1] Поскольку членистоногие имеют открытую систему кровообращения , обезглавленные насекомые все еще могут ходить, ухаживать за ними и спариваться, что свидетельствует о том, что схема вентрального нервного канатика достаточна для выполнения сложных двигательных программ без участия мозга. [3]
Вентральный нервный канатик проходит по вентральной («брюшной», а не спинной) плоскости организма. Он состоит из нервной ткани и связан с мозгом.
Нейроны вентрального нервного корда физически организованы в нейромеры, которые обрабатывают сигналы для каждого сегмента тела. [4] Передние нейромеры контролируют передние сегменты тела, такие как передние ноги, а задние нейромеры контролируют задние сегменты тела, такие как задние ноги. Нейромеры соединены продольно, спереди и сзади, волокнистыми нервными путями, называемыми коннективами. Пары полусегментов, соответствующие левой и правой стороне вентрального нервного канатика, соединены горизонтально фиброзными путями, называемыми комиссурами. [4] [5]
У маленького червя Meara stichopi вместо них имеется пара спинных нервных канатиков. [6]
Как и спинной мозг позвоночных, функция вентрального нервного канатика заключается в интеграции и передаче нервных сигналов. Он содержит восходящие и нисходящие нейроны , которые передают информацию в мозг и обратно, мотонейроны , которые проецируются в тело и образуют синапсы на мышцы, аксоны сенсорных нейронов , которые получают информацию от тела и окружающей среды, и интернейроны , которые координируют схемы всех этих нейронов. . [3] Помимо спайковых нейронов , которые передают потенциалы действия , некоторая нервная информация передается через неспайковые интернейроны . Эти интернейроны фильтруют, усиливают и интегрируют внутренние и внешние нейронные сигналы, направляя и контролируя движения и поведение. [7]
Вентральные нервные тяжи встречаются у некоторых типов двулатерий , особенно у нематод , кольчатых червей и членистоногих . Брюшные нервные тяжи хорошо изучены у насекомых , описаны более чем у 300 видов, охватывающих все основные отряды, и имеют замечательное морфологическое разнообразие. У многих насекомых имеется вентральный нервный канатик, похожий на веревочную лестницу, состоящий из физически разделенных сегментарных ганглиев . Напротив, у дрозофилы грудные и брюшные нейромеры смежны, и весь вентральный нервный канатик считается одним ганглием. [5] Предполагаемая общая предковая структура наблюдается редко; вместо этого вентральные нервные шнуры большинства насекомых демонстрируют обширные модификации, а также конвергенцию . Модификации включают сдвиги положения нейромеров , их слияние с образованием составных ганглиев и, возможно, их разделение с образованием отдельных ганглиев. [4] В организмах со слитыми нейромерами соединительные ткани все еще присутствуют, но их длина значительно уменьшена. [4]
Вентральный нервный тяж насекомого развивается по плану тела, основанному на сегментном наборе из 30 парных и одного непарного нейробласта . [8] Нейробласт можно однозначно идентифицировать на основе его положения в массиве, структуры молекулярной экспрессии и набора ранних нейронов, которые он производит. [9] [10] Каждый нейробласт дает начало двум гемилиниям: гемилинии «А», характеризующейся активной передачей сигналов Notch , и гемилинии «В», характеризующейся отсутствием активной передачи сигналов Notch. [11] Исследования на плодовой мухе D. melanogaster показывают, что все нейроны одного полушария выделяют один и тот же первичный нейромедиатор . [12]
Engrailed — это транскрипционный фактор , который помогает регулировать изношенность гена для разделения нейробластов во время эмбрионального развития. Сегрегация нейробластов необходима для формирования и развития вентрального нервного канатика. [13]