可让30%失败者逆袭成功!中国科学家揭示神经递质“神用途”助力咸鱼翻身

2020
11/12

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神经周刊 / 神经周刊
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失败后一蹶不振吗?看看我们大脑中的物质怎么帮助我们咸鱼翻身。

本想来个咸鱼翻身,谁造用力过猛翻了个360度又翻回来了。谁能告诉我,怎么实现优雅的180度转体,实现逆袭。

—咸鱼的自白

侵略攻击行为作为一种重要的社会方式在动物中广泛存在,在防御天敌,争夺领土,食物或求偶中发挥关键作用。这种激进的侵略行为构建了动物世界里严明的社会等级制度

在攻击过程中小鼠之间的PK输赢后会对后续的“战斗还是逃跑”的决策产生深远影响。胜利小鼠表现出“获胜者效应”,其中先前的获胜会增加攻击性并增加后续获胜的可能性。同样,“失败者效应”在许多动物中很常见,在这种情况下,先前的失败经历会降低个人赢得下一场战斗的可能性

更有意思的是,即使经过一段时间的社交隔离后失败者之间也很少表现出侵略性,也没有形成新的稳定的等级关系,而在一般情况下经历社交隔离后攻击性、侵略性行为会增强。

内侧前额叶皮层(mPFC)在社会等级中起着重要作用。5-羟色胺(5-HT)是一种单胺类神经递质,与脊椎动物和无脊椎动物的社交行为有关,但作用相反: 在猴子(脊椎动物)中,血清素水平低与攻击性增强和社会地位降低有关; 向幼年果蝇(无脊椎动物)喂食5-HT前体会促进它们的侵略性。

中国科学院生物物理研究所研究员朱岩课题组在iScience上发表文章揭示了五羟色胺能信号能够帮助咸鱼翻身,重返高光时刻

雄性果蝇PK擂台赛,赢者为王,败者为寇

研究人员设计了果蝇决战擂台赛:第一回合,雄性果蝇PK雄性果蝇,一般来说在30分钟内就会分出胜负,形成明显的胜利者-失败者等级:输家一路逃跑,而获胜者追赶并攻击。第二回合:失败者与另一个失败者同台较量(loser-loser pairs),但它们之间的攻击性明显减少,并未形成胜利者-失败者等级。此外,雄性loser的求偶行为降低,领地意识也没那么强了,没什么斗志了,行尸走肉般活着

然而这一切在人工干预后出现了逆转,研究人员光激活五羟色胺能神经元后, 上述第二回合中loser-loser pairs之间攻击行为增加,攻击的潜伏时间缩短,并产生新的胜利者和新的失败者。更有意思,激活“新的失败者”果蝇的五羟色胺能神经元后其攻击行为增加,这些结果表明激活五羟色胺能神经元能够重新启动失败者雄性果蝇的攻击行为——喝了五羟色胺这碗鸡汤,满满斗志!

为进一步表明五羟色胺能神经元的这种攻击唤醒行为,研究人员选择了一种突变体雄性果蝇(攻击性强)和正常果蝇进行PK,很快正常果蝇节节败退,输得很惨,成为loser。在间歇期间,研究人员光激活五羟色胺能神经元,正常果蝇像喝了鸡血一样,变得勇猛了,狂揍突变体雄性果蝇,成功逆袭成为人生赢家。

在果蝇中存在5种五羟色胺受体,其中光激活5-HT1B神经元或过表达5-HT1B后同样能够让失败者逆袭。抑制该类型神经元后雄性果蝇的攻击行为降低。5-HT1B神经元群位于蘑菇体(MB),椭圆体(EB)等区域,特异性激活椭圆体亚区R2/R4m区5-HT1B神经元就能够唤醒失败者果蝇的攻击行为。光纤钙成像技术发现loser该脑区的钙离子变化明显低于winner的钙离子变化强度。这些结果表明椭圆体亚区R2/R4m区5-HT1B神经元是loser逆袭,娶上白富美的关键因素

总的来说,光遗传学激活5-HT神经元的促进了雄性果蝇的攻击性,更重要的是,恢复了雄性失败者战斗的动机。作为5-HT的下游分子-5-HT1B受体,特别是椭球体的R2/R4m神经元群上调5-HT1B受体的表达水平,就能够唤醒失败者果蝇的攻击行为

【参考文献】

1. Serotonin Signals Overcome Loser Mentality in Drosophila,iScience 23, 101651, November 20, 2020

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关键词:
社会等级,内侧前额叶皮层,五羟色胺

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