日本理化學(xué)研究所的一個(gè)研究小組利用斑馬魚進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)終端腦神經(jīng)可控制脊椎動(dòng)物對(duì)二氧化碳的規(guī)避行為。此前，科研人員對(duì)其生理功能不甚了解。

當(dāng)動(dòng)物感受到其生命受到威脅時(shí)，往往會(huì)采取規(guī)避行為。小型熱帶魚斑馬魚的幼魚具有通體透明、小型大腦、明確且典型的行動(dòng)等特點(diǎn)，非常適用于研究動(dòng)物規(guī)避行為的神經(jīng)回路。以前的實(shí)驗(yàn)已發(fā)現(xiàn)，斑馬魚的觸覺、聽覺、視覺受到威脅刺激后會(huì)出現(xiàn)逃避行為，但對(duì)其受化學(xué)物質(zhì)刺激采取的逃避行為尚不知曉。

化學(xué)感覺是多數(shù)動(dòng)物尋找食物、認(rèn)知配偶以及規(guī)避危險(xiǎn)等維持個(gè)體生存和保存種族所必須的。它們將化學(xué)物質(zhì)中的二氧化碳濃度上升作為危險(xiǎn)信號(hào)，并作出相應(yīng)的規(guī)避行為。有報(bào)告稱，對(duì)線蟲、蠅、鼠等各種動(dòng)物模型的研究發(fā)現(xiàn)，這些動(dòng)物擁有二氧化碳感知器及二氧化碳信息傳達(dá)神經(jīng)回路，但至今為止還不了解魚類如何對(duì)二氧化碳進(jìn)行響應(yīng)。

研究小組此次用二氧化碳刺激斑馬魚幼魚，引起了斑馬魚明確的規(guī)避反應(yīng)。通過鈣成像法分析發(fā)現(xiàn)，除嗅覺系統(tǒng)、三叉神經(jīng)系統(tǒng)、韁核—腳間核神經(jīng)系統(tǒng)之外，終端腦神經(jīng)(終神經(jīng))也出現(xiàn)了強(qiáng)活性反應(yīng)。當(dāng)去除終神經(jīng)和三叉神經(jīng)之后，斑馬魚對(duì)二氧化碳刺激的應(yīng)答反應(yīng)消失。這意味著從終神經(jīng)至三叉神經(jīng)的神經(jīng)回路參與了動(dòng)物的規(guī)避行為。

研究小組今后將對(duì)終神經(jīng)如何處理二氧化碳刺激信息的機(jī)理進(jìn)行分析，以期闡釋包括人類在內(nèi)的脊椎動(dòng)物借助終神經(jīng)實(shí)行規(guī)避行為的神經(jīng)基礎(chǔ)。

研究成果將于近期刊登在美國(guó)《細(xì)胞報(bào)告》雜志上。