洪堡大学 信用:Pixabay/CC0公共域 一项研究发现,季节性的节能神经适应可以让鼩鼱在冬天减少代谢需求
动物适应不断变化的环境条件,如季节性周期,以提高它们的生存机会
尽管季节性变化与众所周知的行为模式如冬眠有关,但对大脑的影响尚不清楚
为了解决这个问题,赛卡特·雷、罗伯特·瑙曼和他的同事们研究了最小的陆地哺乳动物——伊特鲁里亚鼩鼱——的神经结构和活动的季节性变化。由于其异常高的代谢率和低能量储备,伊特鲁里亚鼩鼱在冬天面临极端的ph生理需求和逆境
接下来,作者使用了磁共振成像、皮质组织切片的显微结构分析和双光子钙成像
冬季唯一持续萎缩的大脑区域是大脑皮层,冬季比夏季薄10%
作者重点研究了体感皮层,它在触觉中起着关键作用,鼩鼱依靠它来捕捉猎物
第4层是体感皮层代谢最活跃的一层,比夏季薄28%,神经元数量也少
此外,在春季和夏季,被触须刺激抑制的第4层神经元的比例为2
比秋冬季节高3倍
此外,冬季的细小白蛋白阳性中间神经元(体感皮层第4层代谢最活跃的神经元亚型之一)比夏季少
因为细小白蛋白阳性中间神经元是抑制性的,这些神经元的减少可能导致冬季对触摸的抑制性神经元反应的急剧减少
冬季(蓝色)和夏季(橙色)成像的鼩鼱皮质重叠显示,皮质体积在冬季减小(大多为橙色,表明夏季皮质较大)
信用:信用:赛卡特雷 额外的结果表明,食物的缺乏足以引起皮质体积的季节性变化——与温度或明暗循环无关,在实验过程中保持不变
根据作者的说法,研究结果表明,当食物受到更多限制,千足虫变得更可口时,降低检测触须刺激的阈值可以让鼩鼱对冬天吃什么猎物不那么挑剔
作者还指出,这项研究提供了关于神经系统如何响应生态需求表现出适应性可塑性的见解
体感皮层夏季比冬季厚(n=10)
误差线5是平均扫描电镜
信用:苗栗
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