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与果蝇作斗争有助于研究人员了解我们为什么会生气 果蝇和人类难道有相似的基因吗

这是那些日子之一。下班发车回家时,旁边车道的汽车会挡住你的路。你猛踩刹车,按喇叭,对违规司机大喊大叫。半小时后,当你走进家时,你仍然很生气,当你的伴侣询问你今日的情况时,你会对他们厉声斥责。

果蝇也许不必担心路怒症的持续影响,但它们也会故事持续的攻击状态。对于雌性果蝇来说,这种行为是一种生存机制,导致果蝇用头撞、推挤与围栏其他雌性果蝇,以保护成熟香蕉上的主要产卵区域。

今年,珍妮莉亚与加州理工学院的研究人员正在研究导致这种顽强行为的神经元、回路与机制。

在一项新的研究中,研究人员报告说,他们已经梳理出了导致雌性果蝇持续攻击状态的细胞类型,表明一些和攻击相关的细胞可以导致果蝇保持愤怒长达 10 分钟。

他们还发现,这种持续状态也许并不像人们想象的那样仅仅归因于和攻击相关的细胞之间的反复连接。在循环连接中,信号循环并馈入同一神经回路,这也许导致行为持续存在。

相反,新研究表明,持续的攻击行为也许受到其他因素的调节,包括影响神经元活动主题的神经调节剂、攻击相关细胞下游的神经元或果蝇大脑中的其他回路。思考到他们的发现,科学家也许需要开发一种新模型,除了反复连接之外还思考这些其他因素,以解释这种持久的行为。

“这对于这个领域来说很有趣,因为大家认为这些循环连接是持久状态的决定因素,这确实是大家的想法,”领导这项研究的鲁宾实验室博士后凯蒂·施雷特 (Katie Schretter) 说。“但今年这个案子似乎不太清楚了。”

知道攻击性等持续的内部状态可以帮助研究人员更好地揭示大脑怎么做出决定——例如,是继续生气还是继续前进——以及参加这些挑选的各个回路。弄清楚攻击性背后的潜在机制还可以帮助科学家更好地知道人类的攻击性行为,包括也许和神经退行性疾病或精神疾病同时发生的行为。

“对于大家的社会来说,能够减少攻击性并找出怎么阻止持续的攻击性特别重要,”施雷特说。“弄清楚电路怎么工作可以帮助大家弄清楚怎么减少它。”

对抗果蝇

科学家此前已经确定了雌性果蝇大脑中和攻击行为相关的细胞类型。他们发现激活这些细胞会导致果蝇进行战斗。鉴于此,由 Schretter、加州理工学院研究生 Hui (Vivian) Chiu、Janelia 顶级小组组长 Gerry Rubin 与 HHMI 研究员 David Anderson 领导的团队想要观察这些细胞,看看它们的信号怎么相互反馈产生持续的攻击性状态。

研究人员用屏障将雌性果蝇隔开,然后激活和攻击行为相关的不同细胞类型,每次持续 30 秒。他们将果蝇分开一段特定的时间,最多 30 分钟,然后移除屏障并让它们互动。

研究小组假设,某些和攻击性相关的细胞类型之间的反复连接也许会导致果蝇在较长时间内保持攻击性。

他们发现一种和攻击行为相关的细胞类型——aIPg——会导致持续的攻击行为。当这些细胞被激活时,果蝇会在屏障被移除后战斗长达 10 分钟。但之前发现的另一种和攻击性有关的细胞类型——pC1d——并没有引起同样持久的愤怒。

pC1d 也不影响 aIPg 是否引起持续攻击性,并且 pC1d 与 aIPg 均未表现出持续的神经元活动主题。这些发现表明,持续的攻击状态并不依赖于两种细胞类型之间的反复连接。

先前的研究表明,刺激另一种和攻击性相关的细胞——pC1e——本身也不会引起持久的行为。然而,Schretter 与同事惊讶地发现,当同时刺激 pC1d 与 pC1e 时,果蝇仍然具有持续的攻击性。

结果表明,持续的攻击状态也许是通过一种和研究人员开始认为不同的机制来维持的。正如他们假设的那样,持续的攻击行为并非是由于 aIPg 与 pC1d 之间的反复连接造成的,而是也许涉及 pC1e。但它也也许包括其他因素,例如作用于电路的神经调节剂或 aIPg、pC1d 与 pC1e 下游神经元的影响。或者,攻击行为可以完全由另壹个回路控制。

施雷特说,下一步是研究这些其他模型来解释持续的攻击行为。

“看到还有啥子可以延长这种持久性是令人兴奋的,因为也许还涉及其他电路,”她说。“它基本上对大家放开,所以这是壹个有趣的地方。”

这是那些日子之一。下班发车回家时,旁边车道的汽车会挡住你的路。你猛踩刹车,按喇叭,对违规司机大喊大叫。半小时后,当你走进家时,你仍然很生气,当你的伴侣询问你今日的情况时,你会对他们厉声斥责。

果蝇也许不必担心路怒症的持续影响,但它们也会故事持续的攻击状态。对于雌性果蝇来说,这种行为是一种生存机制,导致果蝇用头撞、推挤与围栏其他雌性果蝇,以保护成熟香蕉上的主要产卵区域。

今年,珍妮莉亚与加州理工学院的研究人员正在研究导致这种顽强行为的神经元、回路与机制。

在一项新的研究中,研究人员报告说,他们已经梳理出了导致雌性果蝇持续攻击状态的细胞类型,表明一些和攻击相关的细胞可以导致果蝇保持愤怒长达 10 分钟。

他们还发现,这种持续状态也许并不像人们想象的那样仅仅归因于和攻击相关的细胞之间的反复连接。在循环连接中,信号循环并馈入同一神经回路,这也许导致行为持续存在。

相反,新研究表明,持续的攻击行为也许受到其他因素的调节,包括影响神经元活动主题的神经调节剂、攻击相关细胞下游的神经元或果蝇大脑中的其他回路。思考到他们的发现,科学家也许需要开发一种新模型,除了反复连接之外还思考这些其他因素,以解释这种持久的行为。

“这对于这个领域来说很有趣,因为大家认为这些循环连接是持久状态的决定因素,这确实是大家的想法,”领导这项研究的鲁宾实验室博士后凯蒂·施雷特 (Katie Schretter) 说。“但今年这个案子似乎不太清楚了。”

知道攻击性等持续的内部状态可以帮助研究人员更好地揭示大脑怎么做出决定——例如,是继续生气还是继续前进——以及参加这些挑选的各个回路。弄清楚攻击性背后的潜在机制还可以帮助科学家更好地知道人类的攻击性行为,包括也许和神经退行性疾病或精神疾病同时发生的行为。

“对于大家的社会来说,能够减少攻击性并找出怎么阻止持续的攻击性特别重要,”施雷特说。“弄清楚电路怎么工作可以帮助大家弄清楚怎么减少它。”

对抗果蝇

科学家此前已经确定了雌性果蝇大脑中和攻击行为相关的细胞类型。他们发现激活这些细胞会导致果蝇进行战斗。鉴于此,由 Schretter、加州理工学院研究生 Hui (Vivian) Chiu、Janelia 顶级小组组长 Gerry Rubin 与 HHMI 研究员 David Anderson 领导的团队想要观察这些细胞,看看它们的信号怎么相互反馈产生持续的攻击性状态。

研究人员用屏障将雌性果蝇隔开,然后激活和攻击行为相关的不同细胞类型,每次持续 30 秒。他们将果蝇分开一段特定的时间,最多 30 分钟,然后移除屏障并让它们互动。

研究小组假设,某些和攻击性相关的细胞类型之间的反复连接也许会导致果蝇在较长时间内保持攻击性。

他们发现一种和攻击行为相关的细胞类型——aIPg——会导致持续的攻击行为。当这些细胞被激活时,果蝇会在屏障被移除后战斗长达 10 分钟。但之前发现的另一种和攻击性有关的细胞类型——pC1d——并没有引起同样持久的愤怒。

pC1d 也不影响 aIPg 是否引起持续攻击性,并且 pC1d 与 aIPg 均未表现出持续的神经元活动主题。这些发现表明,持续的攻击状态并不依赖于两种细胞类型之间的反复连接。

先前的研究表明,刺激另一种和攻击性相关的细胞——pC1e——本身也不会引起持久的行为。然而,Schretter 与同事惊讶地发现,当同时刺激 pC1d 与 pC1e 时,果蝇仍然具有持续的攻击性。

结果表明,持续的攻击状态也许是通过一种和研究人员开始认为不同的机制来维持的。正如他们假设的那样,持续的攻击行为并非是由于 aIPg 与 pC1d 之间的反复连接造成的,而是也许涉及 pC1e。但它也也许包括其他因素,例如作用于电路的神经调节剂或 aIPg、pC1d 与 pC1e 下游神经元的影响。或者,攻击行为可以完全由另壹个回路控制。

施雷特说,下一步是研究这些其他模型来解释持续的攻击行为。

“看到还有啥子可以延长这种持久性是令人兴奋的,因为也许还涉及其他电路,”她说。“它基本上对大家放开,所以这是壹个有趣的地方。”


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