研究人员发现一种分离斑马鱼关键神经元的新方法
通过将幼虫斑马鱼暴露于众所周知的错觉,日本马克斯·普朗克神经生物学研究所和美国国立遗传学研究所的研究人员发现了一种巧妙的方法,可以分离出关键的神经元关键簇,这些关键簇对于处理斑马鱼环境中的运动方向至关重要。
详细信息已于2020年9月发表在《神经元》杂志上。
了解动物大脑的结构和处理信息是一个活跃的研究领域,旨在收集对生物计算基本方面的见解。
虽然人类的大脑似乎是我们所知道的最令人印象深刻的动物大脑,但它们也是极其复杂的系统,其中所包含的神经元与银河系中的恒星一样多,彼此之间有数万亿个联系。
这种复杂性使研究它们变得极为困难。因此,研究具有较少神经元和内在联系的较小动物大脑是很常见的,这使研究人员能够以更容易理解的大脑动力学进行探索和实验。
尽管较小的动物(例如幼虫斑马鱼)的大脑更简单,更简单,但神经元和互连的数量仍然很大,因此需要研究人员进行仅刺激大脑小部分的实验。
一种方法是仅刺激某些感官,例如视觉或品味。这导致对特定输入的特定大脑活动或神经反应。
研究小组依靠视觉刺激来研究幼虫斑马鱼运动过程所必需的关键神经元。通过使用众所周知的错觉,研究小组能够在鱼中诱发运动后效应(MAE)响应。
在大多数动物中都发现了MAE,它是通过观察一个特定方向上的连续运动而产生的,例如从右向左流过一段较长时间的河流。如果随后将河流关闭,并且场景变得静止,则在移除流动的河流之后的一定时间内,动物现在会感觉到从左到右的反向运动。
这表示视觉错觉,场景中的静止对象似乎以与先前看到的运动相反的方向流动。
该小组使用MAE的目的是希望从光学幻觉中感知到的运动将对应于一小部分神经活动,这些神经活动隔离了运动处理所需的真正必要的神经元。
该研究的通讯作者之一久保文久(Fumi Kubo)副教授详细介绍了使用MAE刺激斑马鱼大脑活动的有效性,
通过检查这些众多的神经元对视觉错觉的反应,我们发现斑马鱼幼虫的运动感知只需要十几个神经元。”
福米久保,研究C orresponding作者和副教授,神经生物学的马克斯普朗克研究所
久保和研究小组希望确定观察到的活动如何适合整个运动处理电路,并研究其与大脑其他部分的(相互)联系。
她说:“下一步是找出这些新发现的神经元如何在神经回路内连接起来,发挥其作用,作为运动处理的重要节点。” “这些神经元是否与视觉输入相关?它们的输出目标是什么?从更广泛的角度来看,使用其他类型的错觉可能会在视觉处理中识别出新的电路元件。”