光遺傳學研究表明雄性蒼蠅發(fā)現(xiàn)射精是令人愉快的
4月19日在當前生物學報道的研究人員表示,雄性果蠅發(fā)現(xiàn)性行為 - 更具體地說是射精 - 是一種本身有益的體驗。該研究首次表明射精的有益性質(zhì)在動物,蒼蠅和哺乳動物中是保守的。研究人員說,這也增加了證據(jù)表明操縱蒼蠅的性經(jīng)驗會影響他們對飲酒的興趣。
“成功交配對雄性果蠅自然有益,并增加大腦中一種名為神經(jīng)肽F的小肽水平,”以色列巴伊蘭大學的Galit Shohat-Ophir說。“性剝奪的雄性果蠅增加了飲酒作為替代獎勵的動力。”
Shohat-Ophir和該研究的主要作者Shir Zer-Krispil及其同事與HHMI Janelia Research USA合作,利用光遺傳學工具得出了這些結論。這些工具使研究人員能夠?qū)夁M行基因工程改造,從而可以用光激活特定的神經(jīng)元。在他們的研究中,他們使用蒼蠅,其中表達神經(jīng)肽corazonin(CRZ)的神經(jīng)元可以通過暴露于紅光而“接通”。早期的證據(jù)表明,飛行腹部的CRZ神經(jīng)元會引發(fā)精子和精液的釋放。通過以這種方式檢查蒼蠅,研究人員能夠探索與射精相關的其他方面與射精相關的獎勵。
“我們想知道交配過程的哪一部分對蒼蠅有益,”Shohat-Ophir說。“男性在求愛時表現(xiàn)的行為?女性的信息素?交配的最后一步是精子和精液的釋放?”
為了確定射精是否產(chǎn)生了立即令人愉快的反應,研究人員使用了一個場地,其中一側發(fā)出紅光以觸發(fā)CRZ神經(jīng)元的光遺傳激活并追蹤雄性果蠅選擇花費時間的地方。這些實驗表明蒼蠅表現(xiàn)出對紅光的強烈偏好,這意味著射精本身就是一種有益的體驗。
接下來,他們訓練蒼蠅將紅光和射精與特定的氣味聯(lián)系起來。然后他們測試了果蠅是否更喜歡提醒他們過去射精經(jīng)歷的氣味。他們做到了。
在CRZ神經(jīng)元反復激活幾天后,果蠅雄性在其大腦中具有高水平的神經(jīng)肽F,類似于實際與雌性伴侶交配的雄性。當那些男性在液體食物和加入酒精的液體食物之間做出選擇時,他們更喜歡非酒精食物。相比之下,對照蒼蠅和未暴露于紅光的工程化雄性更喜歡酒精。
“大腦處理獎勵的原則在所有動物中都非常保守;這是一種非?;镜娜粘C器,可以幫助動物生存,”Shohat-Ophir說。“濫用藥物使用大腦中用于處理自然獎勵的相同系統(tǒng)。這使我們能夠使用簡單的模型生物來研究藥物成癮的各個方面,包括自然和藥物獎勵之間的相互作用以及經(jīng)驗和機制之間的聯(lián)系。這是發(fā)展吸毒成癮風險的基礎。“
研究人員表示,他們將繼續(xù)探索有關射精或成功交配的信息如何到達大腦。他們還希望利用他們的發(fā)現(xiàn)進一步了解個體患上癮的風險,并指出成癮風險受分子和神經(jīng)元機制的組合影響,這些機制會影響從最初的藥物暴露到重復使用的可能性。
“我們的研究表明,動物的狀態(tài)(即成功交配或被拒絕)會影響消費藥物獎勵的動機,”Shohat-Ophir說。“可以提出獎勵狀態(tài)的類比,其中高回報狀態(tài)由完整的'水庫'說明,低狀態(tài)由空的'水庫'說明。人們可以推測,成癮的脆弱性與需要填補的“儲備”的大小有關,或與對獎勵水平變化的不同敏感性有關。
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