江南“逃”+“跑”=“逃跑”/宋建人课题组解析控制两种本能行为时序发生的神经环路—论文—科学网
时间：2024-04-11 19:50:27 已阅读:77次
面临繁杂的保存情况，人类和植物凡是需要接纳一系列联贯的运动举动组合来完成特定的方针使命。以篮球运动中的灌篮为例，运带动需用奔跑、起跳以及扣篮三种于时间及空间上有序而慎密跟尾的动作完成。今朝针对于运动节制神经环路的研究重要聚焦在对于单一运动举动，然而对于繁杂的序列举动的神经机制研究相对于较少。
北京时间2021年7月20日晚23时，同济年夜学宋建人课题组于Current Biology揭晓论文 A neuronal circuit that generates the temporal motor sequence for the defensive response in zebrafish larvae ，课题组接纳年少斑马鱼作为该研究的植物模子，对于无害刺激诱发防备性逃跑反映中的节制序列运动举动孕育发生的神经环路举行了深切的研究。 同济年夜学玻士研究生许璐璐以及同济年夜学副传授关娜为论文配合第一作者，同济年夜学宋建人传授为通信作者。
图1. 斑马鱼防备性逃跑举动孕育发生的链状神经环路组织 起首研究者经由过程高频（500帧每一秒）相机拍摄的体式格局，鉴定出于斑马鱼的防备性逃跑举动是由 逃 与 跑 （前行游动）两种举动于时间上有序组合（图2）。植物用 逃 来转变身体以及运动标的目的（图1中绿色模块）；用 跑 来倏地阔别伤害要素（图1中紫色模块）。 
����APP图2. 高频相机辅助鉴定年少斑马鱼防备性逃跑反映中的序列运动举动 逃 与 跑 研究者使用全细胞膜片钳技能激活单个Mauthner细胞（诱发 逃 举动的运动号令神经元），可不变地诱发斑马鱼孕育发生防备性逃跑序列举动，这注解Mauthner细胞激活是诱发防备性反映的要害（图3）。研究者联合多通道全细胞膜片钳记载、双光子成像、激光消弭等一系列要领，发明Mauthner细胞是经由过程激活中脑双侧nMLF（以前研究注解：激活斑马鱼中脑双侧nMLF可孕育发生前行的游泳举动）神经元，从而诱发 跑 （游泳）举动（图2）。 进一步的研究发明Mauthner细胞高兴中脑双侧nMLF内神经元是经由过程激活颅中继神经元(Cranial relay neurons, CRNs)（图4）。进一步使用激光消弭离体（ex vivo）以及于体（alive）年少斑马鱼两侧CRNs以后，不异的无害刺激仅诱发斑马发生 逃 举动而不发生 跑 举动。 
图3. 全细胞记载与双光子成像试验展现：激活单侧Mauthner细胞可高兴双侧的内侧纵束核（nMLF：nucleus of medial longitudinal fascicle） 综上，此研究展现硬骨鱼类的神经体系经由过程将Mauthner细胞、颅中继神经元(CRNs)以及内侧纵束核（nMLF）以特定的突触联接，造成神经旌旗灯号单标的目的通报的链状神经环路组织（图4C）；此链状神经环路组织付与植物于伤害环境下使用繁杂的序列运动迅速转变运动标的目的，倏地逃离伤害源，年夜年夜提高保存概率的主要本能举动。本研究将为咱们相识脊椎植物年夜脑节制序列运动举动提供依据。 
图4. Mauthner细胞、颅中继神经元(CRNs)以及内侧纵束核（nMLF）以特定的突触联接，造成神经旌旗灯号单标的目的通报的链状神经环路组织 本研究获得中科院神经科学研究所杜久林研究员以及上海交通年夜学从属第九人平易近病院以及精准医学研究员华云峰研究员的撑持以及引导。本研究获得国度重点研发规划、国度天然科学基金、上海市科委庞大专项、同济年夜学从属上海市第四人平易近病院、同济年夜学脑与脊髓临床研究中央、同济年夜学医学院脑功效与人工智能转化研究所等资助。（来历：科学网） 相干论文信息：https://doi.org/10.1016/j.cub.2021.06.054/江南