
科学家首次对鱼的大脑活动进行了成像。
观察神经信号在实时,对大脑如何看待外界的方式有了重要的了解。在新研究中,研究人员开发了一种使用敏感荧光标记的斑马鱼幼虫大脑中这些信号的方法。
“这是一个突破,”哈佛大学的分子和细胞生物学家Florian Engert没有参与这项研究,他告诉LiveScience。 “没有其他人可以以如此良好的分辨率在自由游泳斑马鱼幼虫中使用荧光显微镜的神经元活性。
透明头
斑马鱼广泛用于研究脊椎动物的遗传学和发育。他们的幼虫是理想的选择神经影像学因为他们有半透明的头部,科学家可以从字面上凝视着他们的大脑。
为了查看那些鱼的鼻子实际上发生的事情,研究人员开发了一种基因工程蛋白,称为GCAMP7A,该蛋白在神经元或脑细胞发射时在荧光显微镜下亮起。转基因斑马鱼被育成在称为视力膜的大脑区域中表达这种蛋白质,当动物看到某物在其环境中移动时,它可以控制眼睛的运动。
在一个实验中,科学家在屏幕上观看一个点在屏幕上闪烁,或者在来回移动时,就拍摄了转基因鱼幼虫的大脑。在显微镜下,信号从鱼的大脑中闪烁,反映了点的运动。 [参见鱼的大脑视频。]
接下来,一个现场甲虫- 斑马鱼猎物 - 被放置在固定的鱼类中。同样,可以看到神经信号在鱼的大脑周围拉开,追踪了甲虫的运动。但是,当黑晶石一动不动时,未检测到信号。
最后,放在一个有斑马鱼幼虫的菜中,该幼虫被允许自由游泳,狩猎猎物。研究人员将鱼的大脑活动绘制在象征上并向其游动时。
了解大脑行为
新方法将提高科学家对脑电路研究人员今天在《当前生物学》杂志上报道了捕食行为。该系统也可以用于图像其他大脑区域,使科学家能够观察神经元参与行为和运动。
以前,科学家已经能够在斑马鱼中对单细胞大脑的活动进行图像,但是这项研究是第一个在自由游泳的鱼中进行自然物体的自由游泳的研究。神经科学家约瑟夫·菲奇(Joseph Fetcho)在一封电子邮件中说:“研究斑马鱼的技术正在迅速发展。” Fetcho做了一些较早的成像工作,但没有参与新研究。
Fetcho说,在自由行为的动物中揭示神经元活动的模式越近,模式就会越有可能代表那些推动自然行为的模式。
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