הדמיה של מפת החיווט העצבית חשפה את המעגל שמניע הליכה בזבוב הפירות
חוקרים מאוניברסיטת וושינגטון בנו מודל של חוט העצב של זבוב הפירות על בסיס מפת החיווט המלאה שלו. המודל זיהה לולאה של שלושה תאי עצב שמייצרת קצב הליכה, וניסויים בזבובים חיים אישרו את התחזית. המחקר ראה אור ב-Nature.
הליכה נראית פשוטה, אבל היא דורשת תזמון מדויק של שרירים רבים. אצל בעלי חיים רבים את הקצב מייצרת רשת עצבית מיוחדת בחוט השדרה, ולא המוח. לרשת כזו קוראים מחולל דפוסים מרכזי. עשרות שנים חיפשו מדענים את המעגל הזה בזבוב הפירות. מחקר חדש מצא אותו בעזרת הדמיה של מפת החיווט העצבית, הקונקטום. המחקר ראה אור בכתב העת Nature ב-28 באוקטובר 2026.
מודל שנבנה ממפת חיווט
את העבודה הובילו פרופ' ג'ון טאתהיל (John Tuthill) ופרופ' בינג ון ברונטון (Bing Wen Brunton) מאוניברסיטת וושינגטון בסיאטל. הצוות בנה רשת עצבית ממוחשבת של חוט העצב הגחוני של הזבוב. חוט העצב הזה ממלא אצל חרקים תפקיד דומה לחוט השדרה אצלנו.
החיבורים במודל נלקחו מהקונקטום, המפה המלאה של הסינפסות. אולם המפה אינה כוללת את התכונות הפיזיקליות של תאי העצב. לכן החוקרים בחנו מגוון רחב של ערכים אפשריים לתכונות האלה. לאחר מכן הם הפעילו במודל כל תא עצב יורד, כלומר תא שמעביר פקודות מהמוח, אחד אחרי השני.
שלושה תאי עצב ולולאה אחת
רוב תאי העצב היורדים לא יצרו תנודות במודל. לעומת זאת, תא בשם DNg100 יצר את הקצב החזק ביותר. בעקבותיו תאי העצב המוטוריים במודל החלו לפעול במחזוריות, בלי שום אימון. מתחת ל-DNg100 החוקרים זיהו לולאה של שלושה תאי עצב: שני תאים מעוררים ותא מעכב אחד. זהו מחולל הדפוסים המרכזי שהם הציעו.
בשלב הבא החוקרים בדקו את התחזית בזבובים חיים. הם הפעילו את DNg100 באור בשיטה אופטוגנטית, והזבובים הלכו קדימה. בנוסף, הפעלה של תא אחר, DNb08, גרמה לתנועות קצביות של הרגליים שדומות לנפנוף. למעגל של DNb08 יש שני תאים משותפים עם הלולאה של DNg100.
מה עוד חסר
המודל אינו מסביר הכול. הוא לא יצר תיאום בין צד ימין לצד שמאל, ורק חלק מתאי העצב המוטוריים נעו בקצב חזק. בנוסף, במקביל פרסם צוות של סליל בידאיה (Salil Bidaye) ממכון מקס פלנק בפלורידה טיוטת מחקר שטרם עברה ביקורת עמיתים. הצוות שם זיהה רשת של חמישה תאי עצב, וחלק מהתאים חופפים לממצאי צוות וושינגטון. עדיין לא ברור מדוע כל צוות זיהה תאים שהצוות האחר לא מצא.
גם השאלה אם הממצאים רלוונטיים ליונקים נשארת פתוחה. "עכשיו אנחנו יודעים מהם תאי העצב המעורבים, וזה צעד גדול קדימה", אמרה גרציאנה גאטו (Graziana Gatto) מבית החולים האוניברסיטאי בקלן, שלא השתתפה במחקר, לאתר The Transmitter. עם זאת, לדבריה, בחקר היונקים הדרך עוד ארוכה.
שאלות ותשובות
מהו קונקטום?
מפה מלאה של כל תאי העצב במערכת עצבים ושל החיבורים ביניהם.
מהו מחולל דפוסים מרכזי?
רשת עצבית שמייצרת קצב תנועה, כמו הליכה או נשימה, בלי צורך בהוראות מתמשכות מהמוח.
למה זה חשוב?
המחקר מדגים שאפשר להשתמש במפת חיווט כדי לחזות התנהגות, ואז לאשר את התחזית בניסוי בבעל חיים חי.
המאמר המדעי
Connectome simulations identify a central pattern generator for fly walking – Nature, 28.10.2026
מקור: אוניברסיטת וושינגטון, המחלקה לנוירוביולוגיה וביופיזיקה
עוד בנושא באתר הידען
KioskNews shows a cleaned-up reading view extracted from the publisher’s page — the original always lives on their site, not ours.