三叉神经脊髓束中间核内胆囊收缩素神经元调控雄性小鼠机械诱发的捕食行为研究成果

为探究触须体感信号触发捕食行为的神经机制，研究人员发现 Cck+ Sp5I 神经元对此至关重要，揭示了相关神经回路。

　　在动物的生存之战中，捕食行为无疑是至关重要的一环。对于小鼠这类啮齿动物而言，它们的触须就像精巧的 “探测器”，能够敏锐地感知周围环境中的细微变化，在捕食过程中发挥着举足轻重的作用。当猎物活动时，触须受到刺激产生的体感信号，成为小鼠发现和追捕猎物的关键线索。然而，长期以来，科学家们对从触须体感信号到捕食行为这一复杂神经机制的了解十分有限，就像在黑暗中摸索，始终找不到那盏照亮真相的明灯。究竟大脑是如何将这些体感信号转化为捕食行动的？这一谜题深深困扰着科研人员，也促使他们踏上探索之旅。

为了揭开这层神秘的面纱，河北医科大学和北京生命科学研究所的研究人员展开了一项深入研究。最终，他们的研究成果发表在《Nature Communications》上，为我们带来了令人振奋的答案。这项研究不仅揭示了特定神经回路在捕食行为中的关键作用，更为我们理解动物行为的神经基础提供了新的视角，如同在黑暗中点亮了一盏明灯，照亮了神经科学研究的新方向。

在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。他们通过立体定位注射，将病毒载体精准地导入小鼠特定脑区，从而实现对神经元的标记和操控。光遗传学技术则让他们能够精确控制神经元的活动，如同操纵木偶的丝线，按照研究需求开启或关闭神经元功能。纤维光度测定法用于记录神经元活动时的荧光信号变化，就像为神经元活动装上了 “记录仪”，忠实记录下每一个细微的变化。此外，逆行追踪技术帮助研究人员梳理神经元之间的连接关系，清晰呈现出神经传导的 “线路图” 。

研究人员首先建立了机械诱发捕食行为的实验范式。在不同大小的实验场地中，他们分别测试了有光和无光条件下小鼠捕食蟑螂的效率。结果发现，在狭小空间（如 25×25 cm 的场地）中，黑暗环境对小鼠捕食效率影响不大，但修剪触须会显著降低其捕食能力。进一步研究表明，非伤害性机械力是引发小鼠捕食行为的关键刺激因素，而伤害性机械力可能起到辅助作用。这一发现为后续研究指明了方向，就像在错综复杂的迷宫中找到了一条关键路径。

接着，研究人员探究了三叉神经复合体在捕食行为中的作用。通过化学遗传学方法，他们分别抑制三叉神经复合体不同亚区（Pr5、Sp5O、Sp5I 和 Sp5C）神经元的活动。结果显示，只有抑制 Sp5I 神经元时，小鼠的捕食效率才会显著下降，这表明 Sp5I 是介导机械诱发捕食行为的主要脑区。随后，他们深入研究 Sp5I 神经元的亚型，发现 Cck⁺ Sp5I 神经元对机械诱发的捕食行为至关重要，而 Cbln2⁺和 Pvalb⁺ Sp5I 神经元则没有明显影响。这一结果让 Cck⁺ Sp5I 神经元成为研究的焦点，仿佛在众多神经元中找到了 “主角”。

在对 Cck⁺ Sp5I 神经元生理特性的研究中，研究人员利用纤维光度测定法记录其在不同刺激下的 GCaMP 信号变化。他们发现，当用移动的蟑螂、空气喷射或单根触须刺激小鼠时，Cck⁺ Sp5I 神经元的 GCaMP 荧光强度会增加，且对同侧面部区域的非伤害性机械刺激具有选择性反应。这一特性使得 Cck⁺ Sp5I 神经元成为连接触须体感信号与捕食行为的关键环节，如同桥梁一般，将信号传递到下一个神经节点。

研究人员还绘制了 Cck⁺ Sp5I 神经元的输入和输出连接图谱。通过重组狂犬病毒进行单突触逆行追踪，他们发现 Cck⁺ Sp5I 神经元接收来自三叉神经节神经元的传入投射。同时，通过 AAV 病毒示踪，发现 Cck⁺ Sp5I 神经元投射到多个脑区，包括 Sp5O、Pr5、VPM、DpMe、PIL 和 SC 等。其中，Cck⁺ Sp5I-SC 通路引起了研究人员的极大关注，因为它可能在机械诱发的捕食行为中发挥重要作用。这一连接图谱的绘制，为理解神经信号的传导路径提供了详细的 “地图”，让研究人员能够更清晰地了解神经回路的工作机制。

最后，研究人员对 Cck⁺ Sp5I-SC 通路进行了功能验证。光遗传学实验表明，激活该通路能够有效促进小鼠的捕食效率；而通过破伤风毒素（TeNT）或 eOPN3 介导的突触失活，则会显著损害捕食行为。这一系列实验结果确凿地证明，Cck⁺ Sp5I-SC 通路是机械诱发捕食行为所必需的，进一步揭示了捕食行为神经调控的关键机制，为神经科学领域的研究增添了重要的拼图。

综上所述，本研究明确了 Cck⁺ Sp5I 神经元在小鼠触须体感相关捕食行为中的关键作用。这些神经元能够响应面部区域的机械刺激和猎物的体感线索，并将信号传递到上丘，从而触发捕食攻击。研究结果清晰地揭示了大脑如何调控体感触发的捕食行为，为理解动物捕食行为的神经机制提供了关键线索。同时，该研究也为未来相关领域的研究奠定了坚实基础，就像为后续研究搭建了一座稳固的桥梁，让科研人员能够在这个方向上继续深入探索，有望进一步揭示神经科学的奥秘，为相关疾病的治疗和干预提供新的思路和方法。