乙酰胆碱门控氯离子通道受体突变影响秀丽线虫运动学和运动状态转换

目的 乙酰胆碱作为一种高度保守的神经递质,在动物的运动行为调控中起着至关重要的作用。乙酰胆碱信号转导异常可导致多种运动功能障碍。然而,乙酰胆碱在运动行为中的抑制性调控机制尚未完全清楚。本文以秀丽隐杆线虫为研究对象,探究乙酰胆碱门控氯离子通道受体亚基(ACC-1、ACC-2、ACC-3、ACC-4)在运动行为中的调控作用。方法 通过将运动追踪、分子遗传学和光遗传学技术相结合,对乙酰胆碱门控氯离子通道受体亚基突变线虫的运动进行分析。结果 研究发现,这些亚基突变会影响线虫前进、后退和转向运动的运动学特征,并且前进过程中线虫身体弯曲幅度也发生了变化。在这些突变线虫的后退过程中光激活RIB中间神经元会导致后退运动延迟终止。结论 这些结果提示,乙酰胆碱门控氯离子通道亚基的调控作用对于维持和调节秀丽隐杆线虫运动状态是必需的。同时,这些亚基可能参与介导RIB中间神经元在秀丽隐杆线虫后退运动中的抑制性调控。本研究为理解乙酰胆碱门控抑制性受体在运动行为中的调控机制提供了新的思路。

趋流行为下斑马鱼幼鱼的全脑成像

目的趋流,意即在水中调整身体方向并逆流而上的能力,是一种在大多数鱼类与两栖类动物中存在的保守行为。虽然关于趋流的研究已有一段很长的历史,并且近年来斑马鱼幼鱼趋流行为的理论机制也被提出,但是分布式的神经环路是如何整合多感知信息、做出决策、并实现行为控制仍然是个未知数。对自由运动的斑马鱼进行全脑神经活动成像为理解这一困难的问题提供了特殊的机会。方法本文开发了一种微流控装置精确控制环境水流并激发斑马鱼的趋流行为。将该微流控芯片与扩增视野光场显微镜以及追踪系统整合,从而记录自由行为下斑马鱼全脑的神经活动。结果在整合的微流控装置中稳定观察到了斑马鱼在水流中保持自身位置不变、逆流而上等刻板的趋流行为现象。与此同时,实现了对斑马鱼幼鱼趋流行为过程中的全脑钙活动记录。本文初步发现了几个脑区的神经活动与趋流行为相关。结论本研究第一次展示了在斑马鱼幼鱼趋流行为的同时记录全脑神经活动的技术。接下来对神经活动和行为数据的分析与建模将有助于更好地理解一种重要自然行为背后的感觉运动转换机制。