Безнервное животное приоткрывает тайны происхождения нервной системы
Все животные обладают поведением: они совершают те или иные движения, воспринимают окружающий мир и подстраивают свои действия в соответствии с внешними условиями. Для этого у животных есть нервная система, состоящая из клеток с длинными отростками – нейронов. Отростки нейронов пронизывают все тело и проводят электрические импульсы, передавая сенсорную информацию от органов чувств к мозгу и команды от мозга к мышцам, железам и другим исполнительным органам. Такая информация, по крайней мере, остается у людей после школьного курса биологии. Но как возникла самая первая нервная система? Произошло это один раз или больше? Какие у нее были предшественники? Эти вопросы и школьная биология и программа обучения студентов-биологов оставляет без внимания.
В нейробиологии с XIX века и по сей день господствует рефлекторная, или электрическая, парадигма нервной системы. Ее основы были заложены работами Луиджи Гальвани и Германа Гельмгольца по «животному электричеству», а окончательно ее сформулировали И. М. Сеченов, И. П. Павлов и Чарлз Шеррингтон. В ней принято, что информация в нервной системе передается в виде электрических сигналов вдоль отростков нейронов и в виде химических веществ (нейротрансмиттеров) в синапсах – специальных соединениях между нервными клетками. Синапсы могут появляться, изменяться и исчезать, и эта синаптическая пластичность – базовый механизм памяти. Любое поведение, врожденное или выученное, физически записано в совокупности синапсов нервной системы, которая получила специальное название – коннектом. Предполагается, что если мы полностью знаем весь коннектом животного, мы можем моделировать и предсказывать его поведение, и такие попытки уже делаются, например, для Caenorhabditis elegans – миллиметрового червячка, имеющего ровно 302 нейрона, каждый из которых ученые могут отличить от остальных.