介绍:面对选择,动物和人类会做出行为决定,这些决定不仅由环境挑战的控制来调整,还由大脑的内部动力来调整,但我们对这些选择的生物学原理知之甚少。
哈佛大学(Harvard University)和诺华生物医学研究所(Novartis Institutes of BioMedical Research, NIBR)的科学家们研究了斑马鱼物种生存的关键决定,让它们在交配和躲避威胁之间做出选择。
这项研究发表在《当代生物学》杂志上。
科学家们发现,斑马鱼选择了交配而不是逃避威胁。这一决定与其他物种的决定不同,似乎是由大脑中对信息素信号作出反应的特定区域控制的。这些发现阐明了基础生物学的一个重要方面,因为研究人员将斑马鱼用于模拟影响社会行为的神经系统疾病,比如自闭症和精神分裂症。
为模拟威胁,研究人员使用了“skin extract(皮肤提取物)”,这是一种复杂的混合信息素,通常当斑马鱼受伤时就会释放出来。当暴露在这种物质下,斑马鱼通常会表现出强烈的报警反应,迅速游到水箱底部,然后定格在那里一动不动。
但当斑马鱼交配时,它们却会忽视这种威胁。此外,进一步研究表明,它们不需要交配,仅暴露在“交配水”中就足够能忽略这种威胁了。所谓“交配水”指斑马鱼交配完成后液体水环境。这充分表明,这种行为是由于生殖信息素在水中释放。
更深入的研究,研究人员使用实时成像技术来识别被交配和威胁刺激激活的特定大脑区域。当同时呈现两种刺激并观察大脑时,基本上只看到了对生殖刺激的反应,而不是对引起恐惧的刺激的反应。而且,以前被恐惧刺激激活的区域现在被抑制了。
斑马鱼完全无视一种通常非常有害、令人恐惧的刺激,这真的出乎意料。
面对威胁,斑马鱼选择继续交配,这与包括人类在内的许多其他动物背道而驰。对于斑马鱼采用这种策略的一个潜在解释是,斑马鱼所产的卵是外部受精的。人类和斑马鱼做出了相反的决定,逃离威胁,因为它们需要生存,以繁衍下一代。
研究行为决策的优秀模型
斑马鱼
随着对斑马鱼生物学的不断理解,研究人员可以利用动物模型来研究社会和其他行为。
研究斑马鱼的正常行为很重要。然后你才可以把斑马鱼作为影响社会行为的疾病的模型来研究,比如自闭症和精神分裂症。一旦你定义了一种成熟的行为,并知道大脑负责这种行为的区域,那么你就可以创建行为不同的基因模型,并将其用于药物发现。
虽然人类的大脑比斑马鱼的更复杂,但它们仍然具有一些原始的组成部分。
我们对周围的世界都有某种天生的反应。人们希望人类可以在一定程度上调节这些。但另一方面,你的边缘系统---你的‘鱼脑’---将在你在不同情况下的反应中发挥重要作用。科研人员预计,基础电路的元素将被保存下来,并用于其他物种的类似目的,尽管是以物种特有的方式发挥作用。
参考资料:
1. Mating Suppresses Alarm Response in Zebrafish.
2. Survival of the zebrafish: Mate, or flee?
3. News from Harvard University
4. 百度百科
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