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      發(fā)現(xiàn)用于恐懼魚類調(diào)節(jié)的神經(jīng)回路
      
			
      
				2019-04-21 15:39:46
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      通常注意到動物感覺到危險和反應(yīng)的跡象。這種現(xiàn)象的一種簡單形式稱為恐懼條件反射，這是一種在每種動物中常見的學習方式。通過操縱斑馬魚大腦特定神經(jīng)元的活動，日本國立遺傳學會(NIG)的科學家們已經(jīng)闡明了斑馬魚恐懼條件所必需的神經(jīng)元群體。該研究發(fā)表于4月25日出版的BMC Biology，該研究表明，這種神經(jīng)回路對于恐懼條件反射至關(guān)重要，并且在脊椎動物進化過程中是保守的。
      

      發(fā)現(xiàn)用于恐懼魚類調(diào)節(jié)的神經(jīng)回路
      

      動物如何避免生存危險?如果動物經(jīng)歷與特定標志相關(guān)的危險事件，動物就會記住這些標志并表現(xiàn)出恐懼，例如，對逃避行為作出反應(yīng)。在包括人類在內(nèi)的哺乳動物中，杏仁核(大腦結(jié)構(gòu)之一)在恐懼條件反射中起著重要作用。然而，在脊椎動物進化過程中，如何保護(或改變)恐懼條件反射所必需的大腦結(jié)構(gòu)和神經(jīng)回路是未知的。斑馬魚是生物學研究中的一種流行模型動物，與人類和其他哺乳動物相似，表現(xiàn)出恐懼條件。川上教授的小組成功地開發(fā)了可視化和操縱特定大腦的技術(shù)通過使用酵母轉(zhuǎn)錄因子Gal4，綠色熒光蛋白(GFP)和肉毒桿菌神經(jīng)毒素(BoTx)在斑馬魚中的神經(jīng)元。他們已經(jīng)產(chǎn)生了一系列轉(zhuǎn)基因魚系，用于研究全世界其他研究人員的腦功能以及其他各種器官。在他的實驗室中近2,000個此類轉(zhuǎn)基因魚系中，一個在當前研究中發(fā)揮了重要作用，該研究標記了斑馬魚端腦背側(cè)(Dm)區(qū)域的神經(jīng)元。
      

      “在包括人類和老鼠在內(nèi)的哺乳動物中，恐懼條件反射是由稱為杏仁核的大腦區(qū)域調(diào)節(jié)的。杏仁核整合了有關(guān)危險事件的信息，如電擊，以及一些跡象，如視覺或聽覺刺激。但是，在魚類中，這種神經(jīng)元有沒找到。“川上教授說。
      

      “探索魚類中的這些神經(jīng)元非常重要，因為我們可以增加對動物基本神經(jīng)回路的認識，從而進行進化保守的恐懼條件反射。”
      

      為此，Lal博士，他的實驗室的前研究生，開發(fā)了一個行為分析系統(tǒng)。將魚放置在帶有兩個隔間的小罐中。連續(xù)五天每天十次，研究人員進行電擊，同時在坦克中發(fā)出綠色LED。最后，為了響應(yīng)綠色LED，魚學會從被照亮的隔間逃脫，并移動到另一個隔間。
      

      “看到他們有多聰明，這很有趣，”拉爾博士說。
      

      利用這些技術(shù)和資源，他們發(fā)現(xiàn)該區(qū)域的神經(jīng)元稱為魚類端腦的Dm，對于恐懼條件反射至關(guān)重要。這些神經(jīng)元是哺乳動物杏仁核的功能等同物。該結(jié)果是澄清恐懼條件反射所必需的神經(jīng)回路的結(jié)構(gòu)和演變的線索。
      

      Kawakami教授的斑馬魚設(shè)施有數(shù)千個魚缸，每個魚缸都含有可以開啟的遺傳上不同的魚，或者驅(qū)動大腦或體內(nèi)不同類型神經(jīng)元中的GFP或BoTx表達。
      

      “這項工作展示了我們的遺傳資源在大腦功能研究中的成功應(yīng)用。它還有望成為澄清涉及恐懼和焦慮以及創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙的疾病的原因和治療的基礎(chǔ)，”Kawakami教授說。
      
			

			
        
      
			
      
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