人类和蠕虫的觅食行为是否受到同样的调控?

人类和蠕虫的觅食行为是否受到同样的调控?
控制秀丽隐杆线虫觅食行为的神经元回路。资料来源:A.伯格、A.戈特沙尔克

我们的神经系统是如何激励我们离开沙发,走到冰箱,甚至超市去买食物的?来自歌德大学的Alexander Gottschalk领导的研究小组利用线虫秀丽隐杆线虫对此进行了研究。研究结果表明了高等动物的觅食行为可能是如何进化的。

在动物世界中,寻找食物并待在食物源处是至关重要的生存策略。但是在分子,细胞和水平转化成吗?为了找到答案,神经科学家经常求助于不那么复杂的模型物种,如秀丽线虫。只有302个它的连接网络已经被精确地绘制出来,这使得科学家能够详细研究它的神经细胞是如何相互交流以实现特定类型的行为的。

Alexander Gottschalk和他的团队在这项研究中专注于涉及一对它探测食物的存在,并释放神经调节素。这种多巴胺信号影响两种类型的下游神经元,称为DVA和AVK,正如该团队发现的,它以相反的方式发挥作用。多巴胺激活DVA,促进居住和局部搜索行为,而抑制AVK,促进分散和长期搜索行为。具体来说,这是通过DVA和AVK信号传递到进一步的下游运动神经元,进而控制肌肉活动。

但是,对于人类等高等动物的觅食行为,这又能得出什么结论呢?在蠕虫中,DVA神经元通过神经肽NLP-12向运动神经元发送信号来调节运动。哺乳动物有一种相当于NLP-12的神经肽胆囊收缩素。它的释放也受到多巴胺信号的调节,例如在与奖励相关的行为中,如进食。这表明,在进化过程中,多巴胺和神经肽胆囊收缩素/NLP-12作为神经调节剂的重要性是被保守的。它们会影响寻找食物摄入量的动机行为,但也会影响其他行为,如果某些行为能够积极获得奖励感的话。

神经元AVK作为DVA神经元的拮抗剂,在没有食物的情况下释放一种叫做FLP-1的神经肽。在蠕虫中,FLP-1作为NLP-12/胆囊收缩素的对应物。虽然FLP-1更有可能是无脊椎动物特有的,但在哺乳动物中也发现了类似的“RF-amide”神经肽,它们也控制着这种神经肽

因此,类似的抑制收缩素信号平衡也可能在哺乳动物中发现。因此,本研究中确定的秀丽隐杆线虫神经元类型可能为寻找哺乳动物的类似细胞类型提供重要的指导,因为哺乳动物中有无数的细胞介导类似的运动控制机制。


进一步探索

神经肽控制蛔虫的向后运动

更多信息:Alexandra Oranth等人。食物感觉通过分布式神经元网络中的多巴胺和神经肽信号调节运动,神经元(2018)。DOI: 10.1016 / j.neuron.2018.10.024
期刊信息: 神经元

引用:人类和蠕虫的觅食行为是否以同样的方式被调节?(2018年11月5日)从//www.puressens.com/news/2018-11-foraging-behaviour-humans-worms.html检索到2021年5月5日
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