Assembly of a functional neuronal circuit in embryos of an ancestral metazoan is influenced by temperature and the microbiome
Notice bibliographique
Résumé
Understanding how neural populations emerge to give rise to behavior is a major goal in neuroscience. Here, we explore the self-assembly of neural circuits in Hydra , an organism with a simple nervous system but no centralized information processing, to enhance the understanding of nervous system evolution. We define self-assembly as spontaneous organization of neurons into functional circuits without requiring a prespecified structural template. In this context, the N4 neuronal circuit, which we have previously found to be particularly important in the feeding of the animal, develops in embryos through activity-driven self-assembly, a process in which intrinsic calcium activity drives connectivity and synchronization among spatially distributed neurons over time. Gap junctions and vesicle-mediated communication between neuronal and non-neuronal cells drive rapid assembly, with the embryo’s prospective oral region exhibiting the highest neuronal density. An artificial electrical circuit–based model as a biophysically inspired simulation demonstrates dynamic increases in synchronization over time, along with predictions for selective dynamic adaptions of connections. Environmental factors, like temperature and an absent microbiome, modify neural architecture, suggesting the existence of a certain adaptability during neural development. We propose that these fundamental features originated in the last common bilaterian ancestor, supporting the hypothesis that the basic architecture of the nervous system is universal. Since in the natural habitat of Hydra both temperature fluctuations and changes in the microbiome can occur, our work not only illuminates a fundamental developmental process but also may guide environmental and evolutionary studies by explaining how organisms adapt to environmental variations.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».