科学家破解秀丽隐杆线虫“灵活”逃逸的秘密

 
 
科学家破解秀丽隐杆线虫“机动”逃逸的奥秘  
 

线虫逃逸行为示意图

神经系统简朴的秀丽隐杆线虫，在逃逸时为何能表示得相当“机动”？中国科学技能大学传授温泉研究组团结尝试和理论阐明，展现出秀丽隐杆线虫在逃逸行为中发生稳健而机动举动的神经环路机制和算法，破解了其“机动”逃逸的奥秘。该成就克日在线颁发于《eLife》。

通体透明的秀丽隐杆线虫，是一种研究神经生物学的抱负模式生物，其神经系统相对简朴但成果齐全，很是适合以光学方法对神经元勾当举办操控和监测。其举动模式“简约而不简朴”，是团结尝试和理论研究举动节制的抱负模子。20世纪80年月，秀丽隐杆线虫完整的神经网络联络图谱，被科学家通过电镜重构到突触判别率级别，为神经环路的研究打下了基本。

秀丽隐杆线虫在受到外界潜在危险和威胁时，譬喻机器刺激可能热刺激，会稳健地触发逃逸行为。这种逃逸行为具有守旧的构成模块，如前进举动、退却举动、转弯举动等，但每个举动模块的呈现序列和延续时间大不沟通。

温泉研究组以秀丽隐杆线虫为研究工具，探究生物体发生稳健而机动举动序列的神经环路机制。综合光遗传技能、钙成像技能和计较建模，该研究组发明：秀丽隐杆线虫模块之间的欢快性前馈通路，可以表明为何外界刺激能稳健地触发某种举动序列；而差异举动模块之间又通过彼此抑制实行“赢家通吃”，从而实现差异举动方法之间的机动转移。短时程突触可塑性以及神经系统的内禀噪声，在调控举动时序进程中也饰演重要脚色。

借助秀丽隐杆线虫的神经网络联络图谱和分子生物学技能，该研究组进一步判断出前馈的神经通路，依赖于中间神经元和举动神经元之间的电突触；模块之间的彼此抑制，则依赖上游神经元释放有神经递质成果的谷氨酸和下游神经元表达相应的氯离子通道。

这一成就为领略更高档生物举动节制的根基道理提出了一种大概，也为下一代类脑呆板的设计提供了灵感和思路。

相关论文信息：https://doi.org/10.7554/eLife.56942

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