科學家發現斑馬魚身上的”出局”分子它能告訴失敗者何時退出戰鬥
科學家發現了導致戰敗斑馬魚退出戰鬥的分子機制。雖然一般的鬥魚可能不會引起人們的興趣,但斑馬魚和人類的神經生物學非常相似,這意味著這項發現可能對治療情緒障礙具有重要意義。
日本理研研究所的科學家們先前曾發現,在斑馬魚的腦深部結構中,有兩個神經迴路,它們在斑馬魚判斷戰鬥輸贏的過程中起著至關重要的作用。
研究團隊發現,當斑馬魚處於失敗的邊緣時,神經傳導物質乙醯膽鹼(ACh)會觸發神經開關,從而在腹股溝間核中產生輸家特異性電位(或沿著預先存在的通路加強訊號)。
在這過程中,另一種神經傳導物質谷氨酸也會從內部移動到突觸間核神經元突觸後膜的表面–這在贏家身上是不會發生的。從根本上說,這種分子活化誘發了一種非常特殊的神經連鎖反應,向魚發出信號:是時候趕緊跑路了。
這張圖表摘要顯示了在輸掉比賽的魚類大腦中被活化的路徑Kinoshita, M & Okamoto, H/Current Biology/(CC By 4.0)
由於斑馬魚擁有與人類和囓齒類動物相似的神經傳導物質受體、轉運體以及合成和代謝酶,因此這種機制很可能存在於大腦構成具有相似保守性的物種中。這種魚類也與人類共享約70% 的基因,而我們迄今所知的基因中有84% 與人類疾病有關。
岡本仁志帶領研究小組完成了先前的發現:”所以我很確信,它在其他動物中也扮演著類似的角色。”
研究人員是在將兩條雄性斑馬魚放入水箱中進行搏鬥後發現這一現象的。在出現明顯的優勢魚之後,兩條斑馬魚都被安樂死,研究人員對它們的大腦切片進行了深入研究。
虽然从哲学上讲,也许这两条鱼最终都不是赢家,但在神经科学领域,它们之间的差异却是显著的。研究人员认为,了解这种”失败者的转换”可能对治疗社交焦虑和退缩等情绪障碍有重大意义。
岡本說:”有很多研究表明,哈氏神經節與嚴重抑鬱症有關,但哈氏神經節與環間核相連的部分還沒有得到很多研究。我確信這一迴路很可能與社交退縮等情況有關。”
雖然是初步研究,但這些發現對未來的考慮很有意義,例如抑制ACh 活性的東西是否會對人類的驅動力、堅持力和心理復原力產生正面影響?
同時,研究人員打算繼續研究這些輸贏迴路在生存中所扮演的角色。岡本說:「我們的最終目標是確定這兩個迴路的真正作用。我們目前的假設是,贏家迴路使魚類專注於自己的內部狀態,而輸家迴路則使魚類關注外部世界。我們目前正在進行實驗來驗證這一假設。”
這項研究發表在《當代生物學》(Current Biology)雜誌。