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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(dòng)物感覺(jué)到危險(xiǎn)和反應(yīng)的跡象。這種現(xiàn)象的一種簡(jiǎn)單形式稱為恐懼條件反射，這是一種在每種動(dòng)物中常見(jiàn)的學(xué)習(xí)方式。通過(guò)操縱斑馬魚大腦特定神經(jīng)元的活動(dòng)，日本國(guó)立遺傳學(xué)會(huì)(NIG)的科學(xué)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(duì)于恐懼條件反射至關(guān)重要，并且在脊椎動(dòng)物進(jìn)化過(guò)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(dòng)物如何避免生存危險(xiǎn)?如果動(dòng)物經(jīng)歷與特定標(biāo)志相關(guān)的危險(xiǎn)事件，動(dòng)物就會(huì)記住這些標(biāo)志并表現(xiàn)出恐懼，例如，對(duì)逃避行為作出反應(yīng)。在包括人類在內(nèi)的哺乳動(dòng)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(dòng)物進(jìn)化過(guò)程中，如何保護(hù)(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(xué)研究中的一種流行模型動(dòng)物，與人類和其他哺乳動(dòng)物相似，表現(xiàn)出恐懼條件。川上教授的小組成功地開(kāi)發(fā)了可視化和操縱特定大腦的技術(shù)通過(guò)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(shí)驗(yàn)室中近2,000個(gè)此類轉(zhuǎn)基因魚系中，一個(gè)在當(dāng)前研究中發(fā)揮了重要作用，該研究標(biāo)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(dòng)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(xiǎn)事件的信息，如電擊，以及一些跡象，如視覺(jué)或聽(tīng)覺(jué)刺激。但是，在魚類中，這種神經(jīng)元有沒(méi)找到。“川上教授說(shuō)。
        

        “探索魚類中的這些神經(jīng)元非常重要，因?yàn)槲覀兛梢栽黾訉?duì)動(dòng)物基本神經(jīng)回路的認(rèn)識(shí)，從而進(jìn)行進(jìn)化保守的恐懼條件反射。”
        

        為此，Lal博士，他的實(shí)驗(yàn)室的前研究生，開(kāi)發(fā)了一個(gè)行為分析系統(tǒng)。將魚放置在帶有兩個(gè)隔間的小罐中。連續(xù)五天每天十次，研究人員進(jìn)行電擊，同時(shí)在坦克中發(fā)出綠色LED。最后，為了響應(yīng)綠色LED，魚學(xué)會(huì)從被照亮的隔間逃脫，并移動(dòng)到另一個(gè)隔間。
        

        “看到他們有多聰明，這很有趣，”拉爾博士說(shuō)。
        

        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(duì)于恐懼條件反射至關(guān)重要。這些神經(jīng)元是哺乳動(dòng)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(gè)魚缸，每個(gè)魚缸都含有可以開(kāi)啟的遺傳上不同的魚，或者驅(qū)動(dòng)大腦或體內(nèi)不同類型神經(jīng)元中的GFP或BoTx表達(dá)。
        

        “這項(xiàng)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(shuō)。
        
			

			
          
        
			
        
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