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Science:揭示数千个神经元在口渴-解渴周期中变得活跃

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来源:本站原创 2019-04-15 18:14

2019年4月15日讯/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,来自美国斯坦福大学和霍华德休斯医学研究所的研究人员利用一种新工具记录了小鼠大脑中因口渴和解渴引起的数千个神经元激活。相关研究结果于2019年4月4日在线发表在Science期刊上,论文标题为“Thirst regulates motivated behavior through modulation of brainwide neural population dynamics”。在这篇论文中,他们描述了他们在口渴-解渴周期中对小鼠大脑的研究以及他们获得的发现。
图片来自CC0 Public Domain。

口渴是严肃的事情---如果没有摄入水,人体就不能坚持很久。由于这是一项非常重要的活动,这些研究人员通过这项新的研究,猜测大脑的许多部分可能通过产生口渴的感觉和对液体的摄入作出反应来触发对水的渴望。为了确定是否确实如此,他们使用一种新工具来研究经历口渴-解渴周期(thirst and quenching cycle)的小鼠。

这种新设备被称为Neuropixel探头,它允许人们一次性记录数千个神经元的神经活动---它们都沿着这种设备的一个非常细的可以微创方式直接插入大脑中的轴。通过使用这种新工具,这些研究人员能够记录23881个神经元在87次实验中放电,覆盖了21只小鼠的34个大脑区域。

这些研究人员设定的目标是记录在口渴-解渴周期中大脑不同部位的神经元放电,这是更多地了解大脑在这样一个关键过程中如何发挥作用的研究工作的一部分。他们能够通过监测钠水平和血液渗透压来检测小鼠的口渴,而且他们也指出,大脑也使用穹窿下器官(subfornical organ)上的细胞进行这样的监测。当钠水平和血液渗透压较低时,这些细胞向大脑的其他部分发送信号以便触发口渴感。

这项研究中使用的小鼠已接受过训练而能够对指示水存在的气味线索作出反应,而且它们经教导后通过舔舔喷嘴就可获得水。它们还被放置在一个在大脑研究期间让它们的头部保持不动的装置中。

这些研究人员报道所有大脑区域的大部分在经历口渴时以及因口渴而饮水时都会被激活。他们也能够识别神经元放电中的模式,这取决于口渴-解渴周期的哪个部分正在进行以及小鼠的口渴程度。他们通过重复先前的实验得出结论:可通过刺激在小鼠真地口渴时通常活跃的神经元来迫使它感到口渴和饮水。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

W.E. Allen el al., "Thirst regulates motivated behavior through modulation of brainwide neural population dynamics," Science (2019), doi:10.1126/science.aav3932.
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