研究发现果蝇大脑中的一组神经元可以控制对可怕物体的视觉厌恶

导读 东京大学的最新研究表明,将我们的眼睛从令我们害怕的事物上移开可能是由于大脑视觉区域中的特定神经元簇所致。研究人员发现,在果蝇大脑中

东京大学的最新研究表明,将我们的眼睛从令我们害怕的事物上移开可能是由于大脑视觉区域中的特定神经元簇所致。研究人员发现,在果蝇大脑中,这些神经元释放一种称为速激肽的化学物质,这种化学物质似乎可以控制果蝇的运动,以避免面临潜在的威胁。果蝇的大脑可以为大型哺乳动物提供有用的类比,因此这项研究可以帮助我们更好地了解人类对可怕情况和恐惧症的反应。接下来,研究小组希望找出这些神经元如何适应更广泛的大脑电路,以便他们最终能够弄清楚恐惧如何控制视力。

看恐怖片时你会捂住眼睛吗?或者也许看到蜘蛛会让你转身逃跑?对于人类和动物来说,避免看让我们害怕的事物是一种常见的经历。但究竟是什么让我们将目光从我们害怕的事物上移开呢?研究人员发现,这可能是由于大脑中的一组神经元在感到害怕时调节视力所致。

“我们发现了一种神经元机制,通过恐惧调节果蝇大脑中的视觉厌恶。当处于恐惧状态时,似乎由 20-30 个神经元组成的单个簇可以调节视力。由于恐惧会影响包括人类在内的所有动物物种的视力,因此我们发现的机制可能对人类也很活跃。”东京大学生物科学系助理教授 Masato Tsuji 解释道。

研究小组用吹气来模拟物理威胁,发现苍蝇在被吹气后行走速度加快。如果有的话,苍蝇也会选择一条没有烟气的路线,这表明它们认为烟气是一种威胁(或者至少更愿意避开它们)。接下来,研究人员将一个大约蜘蛛大小的黑色小物体放置在苍蝇的右侧或左侧 60 度处。该物体本身并没有引起行为变化,但当将其放置在一股气流后面时,苍蝇会避免看该物体并移动,以便将其放置在它们后面。

为了了解这种厌恶行为背后的分子机制,研究小组随后使用突变的果蝇来改变某些神经元的活动。虽然突变的果蝇保留了它们的视觉和运动功能,并且仍然会避开喷气,但它们不会以同样可怕的方式做出反应来视觉上避开该物体。

“这表明释放化学速激肽的神经元簇对于激活视觉厌恶是必要的,”辻说。“当监测果蝇的神经元活动时,我们惊讶地发现它是通过振荡模式发生的,即活动像波浪一样上下波动。神经元通常只是通过增加其活动水平来发挥作用,而关于果蝇振荡活动的报道尤其罕见,因为直到最近,还没有能够以如此小而快速的规模检测到这种现象的技术。”

通过给果蝇基因编码的钙指示剂,研究人员可以使果蝇的神经元在激活时发出明亮的光芒。借助最新的成像技术,他们随后看到了所发出的不断变化的波状光图案,而这些光之前被平均掉了并被错过了。

接下来,研究小组想要弄清楚这些神经元如何适应更广泛的大脑回路。尽管神经元存在于大脑已知的视觉区域,但研究人员尚不知道神经元从哪里接收输入以及将输入传输到哪里,以调节对被认为危险的物体的视觉逃避。

“我们的下一个目标是揭示视觉信息如何在大脑内传输,以便我们最终能够绘制出恐惧如何调节视觉的完整电路图,”辻说。“有一天,我们的发现可能会提供一条线索,帮助治疗因过度恐惧而引起的精神疾病,例如焦虑症和恐惧症。”

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