铁证:鱼脑和尼古丁
在研究神经通路时,它有助于在人类大脑的某个区域和更容易研究的动物物种的大脑之间建立类似的关系。卡内基大学的Marnie Halpern领导的研究小组对斑马鱼大脑的一个特定区域进行了深入研究,这可能有助于我们理解尼古丁上瘾背后的回路。它在12月9日的那周出版美国国家科学院院刊.
哺乳动物的下丘脑核位于大脑中一个鲜为人知且难以进入的部分,参与调节多巴胺和血清素,这两种神经递质与运动控制、情绪、学习和成瘾有关。但与哺乳动物的缰骨不同,鱼类的缰骨核位于背侧,这使得科学家很容易接触和研究它们。然而,一些悬而未决的问题仍然存在斑马鱼Habenulae,为真正连接这些结构创造了障碍,就像鱼和人类的结构一样。特别是,斑马鱼的下丘脑神经元是否会产生神经递质乙酰胆碱,而乙酰胆碱在这一区域富集哺乳动物的大脑激活相同的受体尼古丁是已知的束缚。
第一作者Elim Hong和他的同事们的新研究证实,在斑马鱼身上,缰骨和大脑另一个叫做中脑摆动间核的部分之间的通道利用了乙酰胆碱,就像在人类身上一样。这项研究还表明,鱼大脑的这个部位存在左右差异。
这种不对称的目的尚不清楚,但正如皮埃尔和玛丽·居里大学的合作者让-玛丽·曼金(Jean-Marie Mangin)的电生理学记录所证明的那样,它导致了大脑半球之间神经活动的差异。哈尔彭实验室的其他研究表明,这种左右差异可能会影响行为。Hong通过欧洲分子生物学组织的短期奖学金在法国巴黎的Claire Wyart实验室进行了这些实验。
研究小组进一步表明,斑马鱼体内的乙酰胆碱通路对尼古丁的反应与哺乳动物大脑中的类似通路类似。这使得斑马鱼成为研究尼古丁成瘾脑化学的好模型。
Hong说:“我们的工作展示了斑马鱼在研究枕骨功能方面的更广泛用途,并解决了该领域的一个主要弱点,即该领域神经递质特征的描述不足。”“展望未来,这些结果将帮助我们研究如何大脑电路的影响尼古丁上瘾."
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