當面臨兩難局面時,人或高等動物能權衡利弊,作出zui有利的選擇。在這個過程中,中樞神經系統整合不同甚至*相反的感覺輸入信號,決定生物個體行為抉擇。感覺輸入信號的整合對生物的生存至關重要,但其背后的分子機制仍不清楚。
線蟲具有神經系統組成相對簡單(共118類、302個神經元)和遺傳操作便捷的優勢。徐濤課題組在研究中發現,線蟲可以用來研究相互拮抗的感覺輸入是如何zui終影響個體行為抉擇的。
他們采用兩種化學物質——雙乙酰酮和奎寧來同時刺激線蟲。這兩種物質分別通過線蟲的嗅覺和味覺通路輸入,對線蟲進食行為的影響恰好相反:雙乙酰酮增加進食,奎寧抑制進食。
結合遺傳學方法及活體鈣成像技術,研究人員證實,兩路跨模態的感覺輸入的整合具有“勝者全得”的特性,其產生的機制依賴線蟲咽部神經元NSM和咽外神經元RIM/RIC組成的一個相互抑制的中樞神經回路來實現。
研究人員進而鑒定了介導互相抑制的分子回路。這樣一種中樞的整合機制非常類似電子線路中的翻轉電路,可以保證較強的輸入信號得到放大而使微小的信號得到過濾,從而使線蟲的行為輸出具有穩定性。
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