战斗是在大脑中赢了,输了
日本理研大脑科学研究所的研究人员已经发现,深部脑结构称为缰包含两个神经回路工作在一个复杂的相互作用来影响战斗是否成功或失败。
在人类和其他社会动物,战斗是维持一个组织的社会结构的一个重要方式。这样的攻击是如何监管的问题现在可以回答,至少一种鱼,关键是没有肌肉,但大脑。日本理研大脑科学研究所的研究人员已经发现,深部脑结构称为缰包含两个神经回路工作在一个复杂的相互作用来影响战斗是否成功或失败。
电路,它起源于缰,通过interpeduncular核(IPN),终止在背盖的区域。鱼的大脑的这一部分被认为对应于一个叫中脑导水管周围灰质的地区在哺乳动物中,调节战斗和逃跑的行为。这些大脑区域的距离和可能的同源性启发调查缰也参与是否冻结,逃离,战斗行为。结果,发表在4月1日科学背,建立两个次区域的系带(dHb)反对地调节斑马鱼争斗的结果,与外侧和内侧部分的活动与投降或继续侵略,分别。探测电路,团队由仁Okamoto记录的信号,在虎视眈眈,咬,和斑马鱼投降行为为主导地位的冲突。
然后他们测量了局部场电位——总结电流从一小群神经元- IPN的胜利和失败鱼体内。次区域的上游dHb电刺激时,背(dIPN)的活动,但不是腹IPN,减少在失败者的鱼。这个结果也证实了荧光信号与神经活动在大脑切片,这表明一个失败者状态与减少信号的横向次区域背缰dIPN (dHbL)。相反,信号从背缰内侧区(dHbM)腹IPN (vIPN)增强。失败者最终传播的信号中值中缝(先生)。在体内和切片实验,活动水平之间没有显著不同的赢家,输家,天真(而言)鱼的其他电路(dHb内侧次区域腹IPN)。根据作者纯洁精神周,IPN重habenular输入,基本上像一个计算器的战斗行为的结果。
转基因鱼,这些电路是选择性沉默与神经毒素,提供明确的证据。没有活动dHbL dIPN电路,鱼更有可能失去战斗。相比之下,沉默dHbM活动处理鱼赢得战斗。这些转基因鱼不发育或身体上不同于野生型同行,所以这意味着habenula-IPN电路传输是决定性的战斗结果。“我们认为habenular电路可能的活动动态战斗期间,外侧和内侧分区单元之间的竞争,“Okamoto解释道。“活动达到一个阈值时,它可能会推动鱼变成赢家或输家状态,要么继续侵略,或投降。”
这些转基因鱼也没有保留以前的斗争的结果在一个正常的方式,与野生型鱼表现出更大的可能性获得基于之前的胜利。少数dHbL-silenced鱼已经在先前的战斗胜利没有表现出这种赢家效应。“这些鱼很容易放弃,即使他们开始主导作用,反之亦然dHbM-silenced鱼:他们没有放弃,即使他们开始在一个劣势,“Okamoto说。正常的经验效应,将预处理鱼赢或输在这些转基因鱼因此减轻缺乏正常habenular输赢的信号。
另一个发现是,失败者鱼减少活动从腹侧缰(vHb)中位数中缝核(MR)没有像失败者,促使鱼继续攻击对手。Okamoto集团此前发现这在斑马鱼神经通路是必不可少的学习如何避免危险的威胁的信号。
缺乏适当的规避行为失败者鱼可能是由于下游地区,接收来自缰的预测。背中缝中值,接收来自IPN的输入,也认为敌对行动,影响应力应变能力的动物。中间神经元内张榜单也会互相竞争。“这些相同的电路存在于所有脊椎动物,包括人类,可能是相同的双稳态机制,“Okamoto说。设计一个方程来描述活动及其分岔为赢家和输家州允许战斗结果的预测从神经数据纯粹。
