正在工作的蠕蟲大腦,像聖誕裝飾一樣亮起

類別: 新奇

大規模地記錄自由移動的動物大腦神經元活動,對於科學家們理解神經元的活動模式控制動物行為非常重要。先前科學界的類似研究要麼侷限在動物大腦中一小塊區域裡的神經元,要麼限制動物的行動或者將其麻醉。而一項新研究記錄了一隻圓蟲在自由移動時,其整個大腦內部神經元工作的情況。

正在工作的蠕蟲大腦,像聖誕裝飾一樣亮起

上圖為圓蟲自由地在一個盤子裡蠕動時,它那302個神經元中的77個像聖誕裝飾一般亮起的場景。這一場景非常令人驚奇,我們看到了一隻動物的大腦正在工作的場景。

這張截圖來自普林斯頓大學的研究人員們拍攝的一段視訊,他們還在美國國家科學院院刊補發了一篇論文,讓我們看到一隻圓蟲的一整個大腦正在行動的場景。科學家們之所以能做到這一點,是因為神經元會根據它們是否與其它神經元溝通來調整它們內部的鈣含量。科學家們在該圓蟲的體內注入了一種蛋白質,該蛋白質在遇到鈣時會發出熒光。當神經元在工作的時候,它們就會亮起來。

一旦神經元亮了起來,研究人員們就可以拍下蠕蟲體內同步進行的多個影象。圖片左上格為神經元所在位置的特寫鏡頭,右上格向我們展示了蠕蟲移動時,鈣在它體內遊移從而點亮它身體的場景。

圖片下面兩格為縮小鏡頭。右下格我們看到的是蠕蟲大腦所在地,而左下格為蠕蟲本身在四處移動的場景。

這一技術使得科學家們不僅看到單個或者一小組神經元控制一個動物行動的方法,還讓科學家們瞭解到究竟有多少個神經元在同時工作。研究人員們希望創造出一種數學模型,並利用模型來刺激蠕蟲的神經元從而控制而不僅僅是觀察它的行為表現。該研究的主要作者是Jeffrey P. Nguyen和Frederick B. Shipley。

[肌肉桃 via Gizmodo & PNAS]

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