朋友还是敌人?老鼠决定如何做爱还是战争
狗主人的宠物满足散步熟悉立即嗅调查期间,通常随之而来。最初,业主不能告诉他们的狗是否会结束战斗,玩耍,或者试图互相山。显然事情发生在狗的大脑让它决定如何对待其他狗但发生了什么吗?
老鼠从加州理工学院的一项新研究调查了这个问题:即如何雄性老鼠嗅探新遇到的老鼠决定做爱或战争或没有,只管好自己的事吗?这项研究揭示了神经回路连接另一个老鼠的嗅觉信息性的决策点老鼠大脑决定其行为。
这项研究是由博士后学者本•杨(博士学位。22)和Tomomi Karigo,并进行了实验室的大卫·安德森,西摩奔驰生物学教授天桥陈Chrissy神经科学研究所领导的椅子上,霍华德•休斯医学研究所研究员,主任天桥Chrissy陈神经科学研究所。有一篇描述研究结果出现在《华尔街日报》网站上自然8月3日。
“了解鼠标选择是否交配或与其他老鼠代表决策在大脑中在最基本的层面上,并可以作为模型对于更复杂的决策过程,甚至是在我们自己的大脑,”安德森说。
当遇到另一个鼠标,雄性老鼠的大脑必须决定如何表现新的动物通过回答两个问题:“这是什么?”,“我应该做些什么呢?”Answering these questions requires that the brain decode the sex identity of the other animal and transform that sex code into a plan of action.
这个过程是电活动在鼠标的鼻子——男性的气味或female-flows进入大脑通过一系列的结构,或节点,直到达到一个决策点控制的选择行为:交配或战斗。问题是要理解每一个节点都是做什么在这个过程中,以及他们如何执行它们的功能。
之前知道的初始解码性另一个鼠标的身份出现在一个节点称为内侧杏仁核,它接收来自嗅觉系统的输入。它也知道进一步的“下游”电路,交配或战斗行为由两个节点控制在丘脑下部的被称为MPOA VMHvl,分别。但在杏仁核和下丘脑之间是一个神秘的节点称为“BNST”(床核条痕Terminalis)。BNST做什么,它是如何做到的?
早期的研究表明,如果神经元BNST中死亡或电沉默,雄性老鼠遇到女性无法从嗅过渡到越来越多,而遇到一个男从嗅探攻击无法转变。这些发现表明BNST作为一种闸门控制的性身份是否鼠标(最初由杏仁核解码)是用于驱动安装或攻击的起始。但究竟是大脑“门”开的呢?
要回答这个问题,杨和可视化BNST神经活动的研究小组使用一个微型显微镜在雄性老鼠的头虽然与另一个鼠标(男性或女性)。的雄性老鼠转基因这样吗单个神经元发光与光激活时,和显微镜检测到这些查明闪光。问题是哪些神经元活跃,他们做什么?研究小组发现,有两种类型的神经元BNST:那些对雌性老鼠的反应优先(女),和那些优先应对男性(男性)。有趣的是,female-tuned神经元数量male-tuned神经元BNST近二比一,像杏仁核。这表明,性别身份的杏仁核的编码传送到BNST并映射到其神经元。
的优势female-responsive MPOA神经元也观察到,BNST和控制结构,位于下游的雄性交配行为。显然,整个电路出现有线优先应对女性。一个例外是VMHvl、节点控制雄性间侵略。在此结构中,male-tuned神经元超过female-tuned神经元约2——相反的其他电路节点。显然,VMHvl就像一个岛屿的神经元由男性主导反应的周边电路,否则由女性主导的反应。
了解这个反转发生在VMHvl sex-tuning支配地位,杨调查在该节点下的神经活动模式如何改变BNST沉默神经元。令人惊讶的是,他发现BNST神经元关闭时,主导male-tuned神经元VMHvl翻转female-dominant反应是观察MPOA BNST。这或许可以解释为什么沉默BNST块过渡到侵略:不再有足够的male-tuned神经元VMHvl充分激活该地区产生攻击。
相比之下,MPOA而言,没有明显的变化的比率female-tuned male-tuned神经元当BNST神经元是沉默。然而,仔细观察在MPOA神经元活动的交互与女性显示,男性从嗅转换为越来越多,不同的神经元被激活序列。在嗅探,一个人口的神经元活性,但随着动物开始加剧,人口被关闭,一个不同的人口MPOA神经元变得活跃。BNST神经元沉默时,然而,“嗅探”神经元持续活跃,“安装”神经元从不打开。
因此,BNST神经元被要求“开放”神经大门,允许从嗅过渡到安装(对女性),或攻击(男性)。出乎意料,然而,它控制这门使用不同的攻击机制与安装。在攻击的情况下,BNST通过数量控制:确保足够数量的male-selective神经元活跃在VMHvl攻击达到一个阈值。在越来越多的情况下,BNST通过运营质量控制:确保sniff-tuned MPOA神经元是关闭,取而代之的是mount-tuned神经元。
“这些研究开始揭示大脑如何转换的基本问题的神经表示对象身份决定执行一个特定的行为,”杨说。“未来的研究应该有助于揭示这种转变是如何实现在特定的突触的水平。”
本文题为“转变社会行为的神经表征网络。”
