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實習醫生日記之頑固失眠

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實習醫生日記之—妊娠劇吐

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實習醫生日記之豬蹄腳

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Science:重大突破!發現調節口渴的神經元

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摘要:圖片來自年月日生物谷是什么讓我們感到口渴在某種程度上答案是顯而易見的如果我們不喝足夠的水那么我們的身體給我們發送不愉快的提醒信號口干舌燥和強烈的喝水欲望如今在一項新的研究中來自美國斯坦福大學的研究人員指出一種更加深刻的答案在于一組位于大腦深處的視葉前神經元它
Science:重大突破!發現調節口渴的神經元
圖片來自William E. Allen, Liqun Luo。
2017年9月16日/生物谷BIOON/---是什么讓我們感到口渴?在某種程度上,答案是顯而易見的:如果我們不喝足夠的水,那么我們的身體給我們發送不愉快的提醒信號:口干舌燥和強烈的喝水欲望。如今,在一項新的研究中,來自美國斯坦福大學的研究人員指出一種更加深刻的答案在于一組位于大腦深處的視葉前神經元(preoptic neuron),它們的功能是讓那些沒有喝足夠水的人感到不愉快。相關研究結果發表在2017年9月15日的Science期刊上,論文標題為“Thirst-associated preoptic neurons encode an aversive motivational drive”。

這種答案從神經生物學方面支持了一種存在了70年的被稱作驅動力減低(drive reduction)的生理學理論,至少這適用于口渴,但是這并不完全是研究生William Allen、他的導師Liqun Luo博士(霍華德-休斯醫學研究所研究員、生物學教授)和同事們著手研究的東西。相反,他們想要更好地理解激勵的性質,而且研究小鼠和大鼠的神經科學家們幾乎總是利用水操縱這一點。

Luo說,“在培訓動物開展研究的絕大多數實驗中,限制這些動物攝入的水分,隨后給它們提供水分作為獎勵。”換言之,如果讓一只小鼠真地口渴,那么你能夠通過許諾給它提供一點水作為交換,讓它做你想要它做的事情。問題是這并不總是有效。如果一只小鼠喝了足夠的水,那么它不再那么口渴,因此一滴水開始變得不那么有激勵了。

這些研究人員想要發現這是如何發生的。他們首先利用他們稱之為TRAP2的技術對小鼠進行基因修飾,這允許他們對特定的刺激作出反應而積極放電的神經元進行標記,隨后對標記的神經元開展進一步的基因修飾。

在這項新的研究中,這些研究人員首先利用TRAP2技術對已斷水的小鼠中的有活性的神經元進行標記,隨后利用光遺傳學技術或者加入光敏感性基因,這樣就可通過使用光纖光線開啟和關閉標記的神經元。如果他們鑒定出和標記調節口渴的神經元是對的,那么他們隨后就應當能夠控制他們的小鼠如何感到口渴。

隨后的實驗確實證實了這一點。這些研究人員不僅能夠讓吃飽喝足的小鼠喝水,他們也能夠僅通過多久刺激口渴神經元,精細地控制這些小鼠多久去喝水,這就是它們多久去按控制桿以便獲得水分。事實上,他們進一步證實他們能夠培訓小鼠去按控制桿,不是為了獲得水分,而僅是為了關閉對調節口渴的神經元的光遺傳學激活。

Allen說,通過與幾項其他的實驗相結合,這提示著動物喝水是為了“感覺并不那么壞”,這就是說,它們并不沒有那么多地追求一些激勵,而是試圖緩解一種不舒服的感覺或者降低厭惡感。Allen說,“類似的機制可能也適用于天然的或病理的驅動力”,如交配沖動或藥物成癮。(生物谷 Bioon.com)

參考資料:

William E. Allen, Laura A. DeNardo, Michael Z. Chen et al. Thirst-associated preoptic neurons encode an aversive motivational drive. Science, 15 Sep 2017, 357(6356):1149-1155, doi:10.1126/science.aan6747

Claire Gizowski, Charles W. Bourque. Neurons that drive and quench thirst. Science, 15 Sep 2017, 357(6356):1092-1093, doi:10.1126/science.aao5574

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