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蠕虫扩大了他们的搜索范围

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在寻找食物方面,蠕虫永远是饥饿的。已知微观蛔虫秀丽隐杆线虫(Caeorhabditis
elegans)或秀丽隐杆线虫(C.elegans)在努力寻找其他地方之前花费长达20分钟在其周围环境中寻找零食。现在,洛克菲勒的科学家已经确定了秀丽隐杆线虫大脑中的电路,这些电路是这种行为的基础。在一项发表于Neuron的新研究中,研究人员描述了负责局部搜索的神经机制,表明这种反应可以通过嗅觉或触觉相关的线索触发。

在所有错误的地方寻找gr ..

秀丽隐杆线虫以细菌为食。当他们的环境充满了可食用的微生物时,他们不需要动起来就能保持满足感。但是当食物供应减少时,蠕虫会开始摆动一下。首先,他们广泛搜索他们最后遇到食物的区域,在一个小区域内盘旋10到20分钟。然而,最终,蠕虫扩大了他们的搜索范围

  • 这种策略类似于人类行为的某些方面,并且可能与之相关。

如果你丢失钥匙,你首先要在当地搜索:在你的钱包里,然后穿上你的外套,以及附近的其他地方。你反复这样做,Torsten
N. Wiesel教授Cori
Bargmann说。但如果这不起作用,你会在某个时刻开始寻找更广阔的领域。

在饥饿的昆虫,爬行动物,鱼类和哺乳动物中观察到从本地搜索到全球搜索的转换,这表明它可能代表了一种保守的觅食策略。凭借独特的小型和充分表征的神经系统,秀丽隐杆线虫为Bargmann及其同事提供了便利的工具来研究驱动这种行为的基本脑机制。

咀嚼微生物

为了识别参与局部搜索的细胞成分,生物医学研究员AlejandroLpez-Cruz首先分析了未能产生这种行为的秀丽隐杆线虫突变体的基因-
蠕虫跳过整个局部阶段并直接进入全球搜索。他发现,这些动物的蛋白质缺陷形式称为MGL-1,一种神经化学谷氨酸受体。另外的实验表明,MGL-1受体存在于两个参与检测食物的秀丽隐杆线虫神经元中:一个称为AIA,它接收来自对食物气味敏感的化学感应细胞的输入;另一种称为ADE,它与响应食物质地的机械感觉细胞相连。

研究人员发现,机械感觉神经元和ADE与化学感受神经元和AIA没有物理联系 –
这表明气味和触觉反应独立发挥作用。研究人员支持这些研究结果表明,仅使用一种感觉系统的动物可以有效地检测和反应食物的去除。

如果你从化学感受和机械感觉细胞中剔除谷氨酸,那么你就会失去这种行为。但如果你只敲掉一只,那么动物就会正常反应,Lpez-Cruz说。这告诉我们,有两条平行且冗余的途径可以检测食物。

这是有道理的,巴格曼补充说,因为食物对于生存来说可能太重要,无法用一种形式来代表它。

难忘的饭菜

研究局部搜索的寿命,研究人员发现,当刺激机械感觉或化学感受神经元时,它们作用于MGL-1受体,一次几分钟就能改变ADE或AIA细胞的活性。反过来,这种细胞修饰会触发负责局部搜索的其他神经元。

简而言之:当食物缺失时,蠕虫大脑活动会在很长一段时间内发生变化,从而延长搜索周期。Lpez-Cruz说,这个过程似乎代表了与食物供应变化相关的记忆形成。

当我们把蠕虫的食物带走时,我们基本上给它一个食物去除刺激。随后的行为变化超过了刺激15分钟,这与短期记忆一致,他说。

Bargmann说,从本地搜索到全球搜索的转变似乎反映了遗忘的过程。

蠕虫的记忆定义了本地搜索的时期,她说。当它忘记时,动物就会进行更长距离的探索。

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