ระบบประสาทของหนอนกลมขนาดเล็กเผยให้เห็นถึงผลกระทบของความแตกต่างทางเพศต่อพฤติกรรมและการสืบพันธุ์

หนอนกลมขนาดเล็กที่มี 302 เซลล์ประสาท ซึ่ง 200 เซลล์ตั้งอยู่ที่ส่วนหัว แสดงให้เห็นถึงความแตกต่างทางระบบประสาทที่เฉพาะเจาะจงตามเพศอย่างน่าทึ่ง และความแตกต่างเหล่านี้มีผลต่อพฤติกรรม การสืบพันธุ์ และการชรา นักวิจัยจาก Northeastern University ได้เปรียบเทียบกิจกรรมของสมองระหว่างหนอนกลมเพศชายและหนอนกลมที่มีทั้งเพศชายและเพศหญิง (Caenorhabditis elegans) ซึ่งเป็นหนอนขนาดเล็กที่ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในงานวิจัยทางชีววิทยา เพื่อทำความเข้าใจว่าความแตกต่างทางเพศมีผลต่อระบบประสาทของเพศชายและเพศหญิงอย่างไร การวิจัยนี้เผยแพร่ในวารสาร Current Biology แสดงให้เห็นว่าเกือบทุกเซลล์ประสาทที่เกี่ยวข้องกับการรับรู้เคมีมีการตอบสนองที่แตกต่างกันตามเพศของสัตว์ "สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่ามีวงจรที่แตกต่างกันตามเพศอย่างแพร่หลายและขึ้นอยู่กับการกระตุ้น"

นักวิจัยได้เขียนไว้ในงานวิจัยของพวกเขา เนื่องจากระบบประสาทของเพศชายและเพศหญิงมีความแตกต่างกันอย่างกว้างขวางในด้านการประมวลผลข้อมูล หัวหน้าทีมวิจัยได้บอกกับ Northeastern University ว่าคำถามหลักของพวกเขาคือโครงสร้างของสมองมีความสัมพันธ์กับฟังก์ชันของสมองอย่างไร

ความแตกต่างทางเพศในระบบประสาท

ในหนอนกลมขนาดเล็กที่มีความยาว 1 มิลลิเมตร ตามข้อมูลจาก Northeastern University ระบบประสาทของมันมี 302 เซลล์ประสาท ขณะที่เพศชายมีประมาณ 387 เซลล์ นักฟิสิกส์รองศาสตราจารย์ Vivek Venkatachalam จาก Northeastern University อธิบายว่าหนอนเหล่านี้เป็นสัตว์ที่มีการรับรู้เคมีเป็นหลัก ซึ่งพึ่งพาการดมกลิ่นและการรับรสอย่างมาก นักวิจัยได้ติดตามการตอบสนองของเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์เมื่อหนอนพบกับการกระตุ้นทางเคมี (รวมถึงกลิ่น เกลือ และฟีโรโมน) โดยใช้เทคนิคการสร้างภาพแคลเซียม ซึ่งสามารถวัดการเปลี่ยนแปลงระดับแคลเซียมภายในเซลล์ประสาท พวกเขาได้ติดตามการเปลี่ยนแปลงของกิจกรรมทางประสาทในส่วนหัวของสัตว์

ทีมงานพบว่าการตอบสนองทางประสาทสัมผัสไม่เพียงแต่มีความแตกต่างระหว่างเพศ แต่ยังขึ้นอยู่กับการกระตุ้นด้วย "เราทราบแล้วว่าระบบประสาทของหนอนเพศชายและเพศหญิงมีความแตกต่างกันในระดับหนึ่ง แต่แผนผังการเชื่อมต่อสามารถบอกคุณได้เพียงบางส่วนเกี่ยวกับวิธีการทำงานจริงของสมอง" รองศาสตราจารย์ Javier Apfeld จาก Northeastern University กล่าวในรายงานของมหาวิทยาลัย

ความเฉพาะเจาะจงทางเพศในการตอบสนองทางประสาทสัมผัส

ทีมงานพบว่าการตอบสนองทางประสาทสัมผัสไม่เพียงแต่แตกต่างกันตามเพศ แต่ยังแตกต่างกันตามการกระตุ้น และได้ระบุการตอบสนองที่เฉพาะเจาะจงตามเพศในเซลล์ประสาทที่เกี่ยวข้องกับการกินและการย่อยอาหาร "การทำงานที่แตกต่างกันตามเพศและการทำงานที่เหมือนกันมีระดับที่ต่ำกว่าในเซลล์ประสาทกลางที่เป็นตัวกลาง และระดับที่ต่ำกว่านั้นในเซลล์ประสาทที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหว ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเซลล์ประสาทสัมผัสเป็นแหล่งที่มาหลักและตำแหน่งของการทำงานที่แตกต่างกันตามเพศ" นักวิจัยรายงาน ทีมงานยังได้ตรวจสอบว่าความแตกต่างในกิจกรรมทางประสาทสัมพันธ์กับความแตกต่างในการเชื่อมต่อทางกายภาพระหว่างเซลล์ประสาทหรือไม่ นักวิทยาศาสตร์ได้เปรียบเทียบกิจกรรมทางประสาทที่สังเกตได้ในหนอนกับแผนผังการเชื่อมต่อซินแนปส์ที่เผยแพร่ก่อนหน้านี้ หรือที่เรียกว่า connectomes

นักวิจัยพบว่าความแตกต่างในฟังก์ชันของเซลล์ประสาทแตกต่างจากความแตกต่างในการเชื่อมต่อทางกายภาพ กล่าวอีกนัยหนึ่ง นักวิจัยได้ตรวจสอบว่ากิจกรรมทางประสาทสัมพันธ์กับความแตกต่างในการเชื่อมต่อทางกายภาพระหว่างเซลล์ประสาทหรือไม่ พวกเขาพบว่าโครงสร้างที่แตกต่างกันไม่สามารถคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงในฟังก์ชันได้

"กิจกรรมฟังก์ชันที่เราวัดได้เมื่อเปรียบเทียบกับแผนผังการเชื่อมต่อซินแนปส์ที่เผยแพร่ในเพศทั้งสอง แสดงให้เห็นว่าการเชื่อมต่อฟังก์ชันที่แตกต่างกันตามเพศนั้นแตกต่างและเสริมกัน" การวิจัยระบุ การค้นพบเหล่านี้อาจเป็นพื้นฐานในการตรวจสอบความแตกต่างทางเพศในระบบประสาทของสัตว์ชนิดอื่น อย่างไรก็ตาม Venkatachalam เตือนว่าผลลัพธ์จากหนอนอาจไม่สามารถนำไปใช้กับมนุษย์ได้โดยตรง "เป้าหมายคือการเรียนรู้หลักการการคำนวณทางประสาทที่ใช้ได้ทั่วโลก" เขาสรุปในข่าวของ Northeastern University

การวิจัยหนอนกลมขนาดเล็กเผยให้เห็นความหมายของความแตกต่างทางเพศในระบบประสาท

การวิจัยนี้ได้สำรวจระบบประสาทของหนอนกลมขนาดเล็กอย่างลึกซึ้ง เผยให้เห็นว่าความแตกต่างทางเพศมีผลต่อพฤติกรรมและการสืบพันธุ์อย่างไร ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าความแตกต่างในฟังก์ชันของเซลล์ประสาทไม่ได้ขึ้นอยู่กับการเชื่อมต่อทางกายภาพอย่างสมบูรณ์ ซึ่งท้าทายความเชื่อดั้งเดิม โดยการวิเคราะห์การตอบสนองทางประสาทสัมผัส นักวิทยาศาสตร์พบว่าความแตกต่างทางเพศมีบทบาทสำคัญในระบบประสาท การค้นพบเหล่านี้ไม่เพียงแต่เพิ่มความเข้าใจเกี่ยวกับระบบประสาทของหนอนกลมขนาดเล็ก แต่ยังอาจเป็นแนวทางในการศึกษาความแตกต่างทางเพศในสัตว์ชนิดอื่นในอนาคต ซึ่งจะช่วยผลักดันการพัฒนาทางด้านวิทยาศาสตร์ประสาท