伦敦大学学院的研究发现,雄性线虫的大脑能够激活相互矛盾的记忆,但行为受更有益记忆的驱动,例如交配而非饥饿,这为理解大脑如何优先处理信息以及研究创伤后应激障碍(PTSD)等状况提供了见解。
蠕虫可以激活相互冲突的记忆,但会优先考虑驱动行为的记忆,例如交配而不是饥饿,从而为记忆优先顺序和创伤后应激障碍(PTSD)研究提供见解。
一项研究发现,雄性线虫的大脑可以激活相互矛盾的记忆,但行为是由更有益的记忆驱动的。这项研究揭示了大脑如何优先考虑信息,提供对创伤后应激障碍(PTSD)等状况的见解。
伦敦大学学院研究人员的一项新研究表明,蠕虫的大脑中可以同时激活两种相互冲突的记忆,尽管只有一种记忆直接影响动物的行为。
在《当代生物学》上发表的论文中,研究人员展示了动物的性欲在决定行为时有时会超过进食的需要,因为他们研究了当蠕虫闻到与良好体验(交配)相关的气味时会发生什么和糟糕的经历(饥饿)。
科学家们试图了解动物的大脑如何决定它遇到的事物是好还是坏,以及这如何决定动物的反应。
他们发现,通过让雄性线虫与某种气味产生积极和消极的关联,当线虫闻到气味时,两种记忆都会被激活,但只有一种记忆会影响动物的行为。
研究人员表示,他们的发现可以进一步研究,以深入了解这一过程出现问题的健康状况,例如在创伤后应激障碍(PTSD)中,本应保持潜在(休眠)状态的记忆仍然会影响行为和情绪。
主要作者 Arantza Barrios 博士(伦敦大学学院细胞与发育生物学)说:“在我们的研究中,我们正在研究雄性线虫的大脑,以了解决定特定记忆是否影响行为的细胞或分子机制。我们学习的一个重要部分是我们的大脑能够适应新信息并推翻以前的关联。”
共同第一作者 Susana Colinas Fischer 博士(伦敦大学学院细胞与发育生物学)补充道:“通过了解非常小的蠕虫在思考什么,我们能够更多地了解我们自己更复杂的思维模式背后的过程。”
研究蠕虫的行为决策
这项研究是针对雄性秀丽隐杆线虫蛔虫进行的,这是一种长度为 1 毫米的蠕虫,在科学研究中非常常用作模式生物。这些蠕虫呈现出一种对它们天生具有吸引力的气味,研究人员说,这类似于人们闻到美味晚餐的味道。
在一系列实验中,研究人员改变了蠕虫对气味的偏好,并监测了它们的行为和大脑活动。
蠕虫接近气味的本能被厌恶性条件反射所取代,在这种条件作用下,蠕虫经历了气味和饥饿的惩罚。然后,研究人员试图通过进一步的调节来克服这种习得性回避,即气味与雌性伴侣和一些性经历一起出现,以便雄性线虫与气味形成新的正相关。
大脑在冲突记忆中的作用
分析确定了一个脑细胞回路,代表了动物与之前遇到的事物的积极和消极联系,以一种特定的神经肽(大脑中的化学信使)为中心,存储着饥饿和交配与气味的记忆。 。
研究人员发现,在习惯于将气味与饥饿和交配联系起来的线虫中,这两种记忆都在大脑中被激活。但只有其中之一——交配关联——仍然导致蠕虫接近气味。
研究人员表示,这表明交配奖励的前景超越了饥饿惩罚的前景,尽管这两种记忆都完好无损——虽然蠕虫不再回避气味,但饥饿的负面记忆仍然体现在大脑活动中。
共同第一作者 Laura Molina-García 博士(伦敦大学学院细胞与发育生物学)说:“我们发现,即使在像蛔虫这样大脑很小的动物中,两种相互冲突的记忆也可以同时被激活,一种记忆影响行为,另一种记忆仍处于潜伏状态。
“动物的大脑能够灵活地表示部分好部分坏的事物,这有助于它学习和适应新信息。通过了解某些记忆如何覆盖其他相互冲突的记忆,我们希望为治疗这一过程的适应不良(例如创伤后应激障碍)的研究提供信息。”
参考资料:
“学习期间的冲突重新配置了正效价和接近行为的神经表征”作者:Laura Molina-García、Susana Colinas-Fischer、Sergio Benavides-Laconcha、Lucy Lin、Emma Clark、Neythen J. Treloar、Blanca García-Minaur-Ortíz ,Milly Butts、Chris P. Barnes 和 Arantza Barrios,11 月 14 日2024,当代生物学。DOI:10.1016/j.cub.2024.10.024
该研究得到了英国皇家学会、Wellcome 和 Leverhulme Trust 的支持。