生物学家在显微镜下的线虫中发现了驱动不同行为的信号
凯文·柯林斯博士小心翼翼地将一个培养皿放入显微镜下，培养皿中有一团黄色粘液。放大后，黏液活灵活现，成百上千条被称为秀丽隐杆线虫的半透明蠕虫来回滑动。
这些简单的生物长到只有一毫米长，只有302个神经元大脑中800亿左右的神经元中的一小部分人类的大脑．然而，正如迈阿密大学艺术与科学学院的生物学家柯林斯所言，他研究的是神经回路他指出，“即使是最简单的动物，拥有最简单的神经回路，也有很多事情要做。”
柯林斯和耶鲁大学的生物学家同事在最近的一项关于线虫的研究中发现了这些简单的动物行为它们可以告诉我们很多关于大脑的信息，因为尽管它们很简单，但它们与人类有许多共同点。
柯林斯说:“要弄清人脑中800亿个神经元是如何相互交流的，以及这种交流是如何导致我们行为的改变的，这是非常复杂的。”“但线虫和人类的神经系统都被组织成称为神经回路的小功能单元，神经元在其中相互交流，以控制简单的结果，如行为。”
他们的研究发表在eLIFE柯林斯和他的合作者们把注意力集中在线虫最简单的神经回路——产卵行为回路上，它由血清素调节，血清素是一种化学神经递质，也存在于人类体内，负责管理情绪。
研究人员通过记录回路中每个细胞的活动模式来观察蠕虫在成熟阶段的行为。他们还操纵细胞的活动和细胞之间相互传递信号的能力，以了解细胞是如何使蠕虫产卵的。他们发现这个回路有“命令神经元”，可以释放血清素来增加蠕虫的运动。
“在蠕虫我们相信血清素在人脑中的作用方式与此类似，”柯林斯说。“当血清素神经元被打开时，蠕虫就会很活跃，想要做一个特定的行为，比如移动或产卵。从本质上说，我们捕捉到了蠕虫神经元是如何被打开和关闭的。”
正如柯林斯所指出的，打开和关闭电路的信号是许多神经电路的普遍特征。
“似乎血清素以不同的方式帮助对蠕虫有节奏的运动做出反应，类似于如何5 -羟色胺被认为会驱动人类大脑的觉醒，”柯林斯说。“例如，当一个人受到激励或感觉积极时，这意味着神经回路在以一种特定的方式交流。当同一个人变得抑郁时，可能是这些神经回路不再以同样的方式交流。”
通过使用所谓的“钙报告器”，研究人员能够看到蠕虫体内激活的神经元，并记录下产卵行为中细胞活动的变化。研究人员还兴奋地发现，同样的产卵回路也调节着交配行为。
“我们现在有一个有趣的问题:是什么告诉雌性蠕虫产卵或交配?”柯林斯说。
他希望这项“秀丽隐杆线虫产卵行为回路的活动是由竞争激活和反馈抑制控制的”的研究能让人们对神经回路的机制有更多的认识。
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