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本月初发表在《当代生物学》杂志上这些的研究发现了
惊吓反应
的生物学机制。惊吓反应是一种普遍存在但又神秘的现象,迄今为止,几乎在所有与相关研究有关的动物身上都观察到了这种现象,从果蝇到鱼类再到人类。
哥伦比亚
Mortimer B. Zuckerman大脑行为研究所
首席研究员Richard Mann博士说:“想象一下,你和家人坐在客厅里,突然电灯熄灭,或者地面开始摇晃。”你和你家人的第一反应是一样的:受到惊吓的你们会立刻警觉僵住、睁大眼睛探查发生了什么,随即立刻转移到安全的地方。”
Mann说:“
我们
通过这项研究发现:最初的僵直反应是由果蝇身体中快速释放到神经系统中的5-羟色胺导致的。由于人类身体中也有5-羟色胺,因此这些发现也可能揭示了我们受到惊吓时作出同样反应的原因。
大脑中的5羟色胺与
情绪以及情绪调节
的关系最为密切。之前对蝇类和脊椎动物的研究表明,5羟色胺也会影响动物的运动速度。哥伦比亚大学的研究人员一开始的研究目的是想要更全面地了解这种化学物质如何影响动物的运动速度。
研究小组首先使用FlyWalker分析了果蝇移动时的步态,FlyWalker是曼恩博士和哥伦比亚大学物理学家Szabolcs Marka博士开发的仪器,用来追踪昆虫在一种特殊玻璃上的步态。科学家监测了果蝇的活动方式,并着手控制果蝇
腹神经脊髓(VNC类似于脊椎动物的脊髓)
中5-羟色胺和多巴胺的水平。
他们的初步结果表明,
VNC神经元中激活生成的5-羟色胺能够减缓果蝇的运动速度;
而且,让这些神经元的表达保持静默,则会加快果蝇移动的速度。
其他的实验也表明5-羟色胺水平可以影响昆虫在各种条件下的行走速度,这些条件包括果蝇在饥饿之时、倒着走之时天气的不同温度。通常而言,这些条件都会影响行走的速度。
该论文第一作者Clare Howard博士说:“当果蝇体验到环境发生了快速变化时,我们看到了5-羟色胺触及到最大值带来的影响。也就是说,他们完全惊呆了。”
为了进一步了解其中的机制,研究小组设计了两个场景来引起果蝇的惊吓反应。第一场景是关闭所有的灯光,让昆虫处于完全黑暗之中。第二个场景是模拟一场地震。
DOI: 10.1016/j.cub.2019.10.042