饥饿会影响行为并改变大脑中的通路

作者:北宫缑节

这种投射神经元将二氧化碳信息转发到苍蝇大脑中的区域,在那里动物可以测量内部和外部信号。 MPI for Neurobiology / Purayil&Kadow马克斯普朗克研究所的科学家在一项新的研究中表明,饥饿会改变大脑的行为和改变通路,揭示饥饿会影响果蝇的决策和风险感知。饥饿的人往往很难处理。一顿美餐可以影响我们的心情,也可以影响我们承担风险的意愿。这种现象在动物界的各种物种中也很明显。 Martinsried马克斯普朗克神经生物学研究所的科学家对果蝇Drosophila进行的实验表明,饥饿不仅会改变行为,还会改变大脑中的通路。动物的行为受到食物供应和数量的极大影响。研究证明,根据动物是饥饿还是饱满,许多动物承担风险的意愿会增加或减少。例如,捕食者只有在接近饥饿时才捕获更多危险的猎物。近年来,人类也记录了这种行为:一项研究表明,饥饿的受试者比他们的同事承担更多的财务风险。果蝇(Drosophila)也会根据其营养状况改变其行为。动物通常认为即使是少量的二氧化碳也是危险的标志,并选择乘飞机。然而,腐烂的水果和植物 - 苍蝇的主要食物来源 - 也释放出二氧化碳。 Martinsried的神经生物学家现在已经发现大脑如何处理这种持续的冲突,在利用苍蝇作为电路神经科学的伟大遗传模型生物的有害物质和潜在的食物来源之间做出决定。在各种实验中,科学家们向苍蝇展示了含有二氧化碳或二氧化碳混合物和食物气味的环境。有人发现饥饿的苍蝇克服了对二氧化碳的厌恶,明显快于喂食苍蝇 - 如果环境中同时存在食物气味的话。因此,面对食物的前景,饥饿的动物比野生苍蝇更愿意承担风险。但是大脑如何决定这些选择呢?避免二氧化碳是一种天生的行为,因此应该在苍蝇大脑中的蘑菇体外产生:以前,蘑菇体内的神经细胞仅与基于学习关联的学习和行为模式相关联。然而,当科学家暂时禁用这些神经细胞时,饥饿的苍蝇不再对二氧化碳产生任何反应。另一方面,喂食苍蝇的行为保持不变:它们避免了二氧​​化碳。在进一步的研究中,研究人员确定了一种投射神经元,它将二氧化碳信息传递给蘑菇体。这种神经细胞在饥饿时引发飞行反应至关重要,但在动物饲养中则不然。 “在食蝇中,蘑菇体外的神经细胞足以让苍蝇逃离二氧化碳。然而,在饥饿的动物中,神经细胞位于蘑菇体内,并且在那里携带二氧化碳信息的投射神经元对于飞行反应是必不可少的。如果蘑菇体或投射神经元活动受阻,只有饥饿的苍蝇不再关注二氧化碳,“负责这项研究的Ilona Grunwald-Kadow解释道。结果表明,果蝇对二氧化碳的先天飞行反应由两个平行的神经回路控制,取决于动物的饱食程度。 “如果苍蝇饥饿,它将不再依赖'直线',而是利用大脑中心来测量内部和外部信号,并做出平衡的决定,”Grunwald-Kadow解释道。 “看到代谢过程和饥饿对大脑处理系统的影响程度令人着迷,”她补充道。出版物:LasseB.Bräcker,K.P。 Siju,Nelia Varela,Yoshinori Aso,Mo Zhang,Irina Hein,Maria Luisa Vasconcelos,Ilona C. Grunwald Kadow,“蘑菇体在果蝇环境中依赖二氧化碳避免的基本作用”,Current Biology,2013年6月13日,DOI:10.1016 /j.cub.2013.05.029来源:马克斯普朗克研究所图片:....