《生命科学》 2016, 28(7): 727-730

揭秘大脑里的“开关”

姚园园

(中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所，上海 200031)

摘　要：编者按：动物对不同的感觉刺激产生不同的行为反应，这对动物生存至关重要。关于其神经机制的研究，之前的工作多集中在感觉系统信息处理方面。但视觉刺激所包含的行为意义是怎样被大脑处理的，大脑处理后又如何根据刺激的行为意义调控行为的发生尚不清楚。为了更好地解析行为选择的神经机制，中国科学院神经科学研究所杜久林组姚园园等利用斑马鱼的逃跑环路为模型，研究了不同行为意义的视觉刺激引起不同行为反应的神经机制。首先，他们发现斑马鱼仅对危险性而非非危险性视觉刺激产生逃跑行为，且这一行为控制发生在视觉信息由视觉中枢向逃跑命令神经元传递的阶段( 即视觉- 运动信息转换阶段)。其次，发现下丘脑多巴胺能神经元和后脑甘氨酸能抑制性神经元组成“开关”样功能模块控制这一行为选择。进而，他们发现这一“开关”样功能模块对危险性和非危险性视觉刺激的不同控制是由这些神经元的视觉反应特性实现的。这一工作揭示了神经调质系统在行为选择中的作用，增加了人们对感觉– 运动信息转换控制的认识。该工作发现的神经调质系统响应感觉刺激这一功能特点可能是大脑中一种普遍存在的神经机制，即神经调质系统接受和处理感觉刺激所携带的行为意义，进而通过调节感觉- 运动神经通路，帮助动物作出相应的行为选择。这一工作为课题组提出的“Bi-modal Brain Function Hypothesis”提供了进一步的实验证据。