科学家致力于学习5 -羟色胺调节行为
在流行的经验如何调节大脑血清素的故事似乎很简单:流行抗抑郁药物,血清素水平上升,改善情绪。但神经科学家承认多少他们知道神经递质如何影响电路在极其复杂的人类大脑和行为。揭示血清素真的是如何工作的基本知识,麻省理工学院的科学家们Picower研究所学习和记忆,由一个新的116万美元,四年授予来自美国国立卫生研究院,将会采取一个更简单模型:线虫线虫. .
虽然它很小,透明和体育神经系统只有302个神经元,秀丽隐杆线虫为研究大脑调节血清素是一种强大的系统状态,说格兰特的首席研究员Steven Flavell李斯特兄弟职业发展教授Picower研究所和脑与认知科学系的助理教授。秀丽隐杆线虫和哺乳动物共享相同的基本分子机器发射和接收5 -羟色胺。但与哺乳动物,所有的神经元和连接已经准确地映射在秀丽隐杆线虫和科学家可以发挥强大的遗传控制每个单元,包括那些表达每个蛔虫的五个不同的5 -羟色胺受体。此外,Flavell的实验室开发了一个创新的成像系统能够可靠地图像实时钙几乎每个神经元的活动,尽管蠕虫自由喜欢一眼,在应对实验操作。
从本质上讲,Flavell的团队可以几乎完全控制蠕虫的血清素激活的系统,同时观察几乎每个神经元的反应在整个大脑。这给了他们需要的功能,不可以在哺乳动物找出不同模式的5 -羟色胺的释放可以刺激不同的受体(或组合)大量的神经元在各种电路调节不同的行为。
专注于喂养
“利用一个定义良好的范例血清素激活的功能和先进的成像技术,我们已做好准备,来审视的血清素释放激活不同的受体类型在一个电路改变引起行为的大规模的活动模式,“Flavell说。
2018年12月,Flavell的实验室发表了一篇论文在细胞显示一个特定的秀丽隐杆线虫神经元称为销售经理感觉当一个蠕虫已经开始喂食细菌和其他信号通过5 -羟色胺神经元蠕虫慢下来享受这顿饭。自那时以来,他的实验室研究操纵销售经理5 -羟色胺的释放模式如何影响蠕虫的行为和放缓已开始制定的5 -羟色胺受体的神经元在这些影响中发挥作用,例如通过基因敲出单个受体,受体的或组合,看看有什么变化。
与新格兰特,实验室将扩大这些研究和远远超出系统实现三个目标:映射组合的5 -羟色胺受体调节血清素的影响行为和识别的神经元他们功能;分析血清素如何改变整个大脑活动;并确定如何serotonin-responsive电路和整个大脑的活动不同,当虫子必须平衡厌恶刺激食欲的食物线索。而两组实验第一次将阐明如何大脑部署5 -羟色胺来调节行为,第三个目标将展示这些动力学改变在更复杂的环境。
“令人惊讶的是,这些基本问题5 -羟色胺信号仍然知之甚少,”Flavell说。“解决这些问题将大大提高我们对血清素激活的系统的理解。”
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