Nature封面：有趣的光感神经

　　

生物通报道，最新一期的Nature杂志（11月13）发表了来自美国加州大学圣地亚哥分校脑与认知功能研究所分子遗传与生物科学系神经生物学研究组的最新成果，据文章报道，多巴胺神经元是一种受光线控制的神经元，光线可调节多巴胺神经元来控制生物体的行为活动。

 

神经递质可以说是连接各个神经元的桥梁，通过释放神经递质把大脑内的信号传递至每个神经元。大量的实验证实，在发育过程中神经递质自发性和功能（活动）依赖性的遗传工程是促使神经递质传递机制形成的动力，但是，天然的环境刺激是否会影响神经递质的释放，这一机制科学家们一直不清楚。

 

因此，加州大学圣地亚哥分校的研究小组以硬骨鱼为模型，研究视交叉上核外侧神经元对光线的刺激所做出的反应，视交叉上核外侧神经元原本是控制下垂体神经内分泌功能的神经细胞。硬骨鱼被认为是介于两栖与灵长类的物种。

 

研究者还发现，改变光线会刺激非洲爪蛙（xenopus laevis）神经中枢特殊环路和功能（活动）依赖性的神经作用方式，改变感觉输入系统控制的皮肤色素沉着过程，进而改变多巴胺的释放活性。通过上述的改变，在光线改变的环境下，非洲爪蛙会改变皮肤的纹路，适应环境做出新的伪装。

 

封面图片：两个同胞生的爪蛙幼虫蝌蚪，在不同的光线刺激下会改变伪装。一个在光的刺激下变成白色透明装，一个在黑环境中变成黑色装。有趣吧！这些都是受光线影响改变神经多巴胺分泌的结果。

 

因此，科学家们认为外界行为相关的活动会改变某些生理上的活动，改变生物胺的分泌。这些结果表明，生物胺的释放改变会改变生物体的认知情况。

 

原文摘要：Illumination controls differentiation of dopamine neurons regulating behaviour

 

【Abstract】

Specification of the appropriate neurotransmitter is a crucial step in neuronal differentiation because it enables signalling among populations of neurons. Experimental manipulations demonstrate that both autonomous and activity-dependent genetic programs contribute to this process during development, but whether natural environmental stimuli specify transmitter expression in a neuronal population is unknown. We investigated neurons of the ventral suprachiasmatic nucleus that regulate neuroendocrine pituitary function in response to light in teleosts, amphibia and primates. Here we show that altering light exposure, which changes the sensory input to the circuit controlling adaptation of skin pigmentation to background, changes the number of neurons expressing dopamine in larvae of the amphibian Xenopus laevis in a circuit-specific and activity-dependent manner. Neurons newly expressing dopamine then regulate changes in camouflage colouration in response to illumination. Thus, physiological activity alters the numbers of behaviourally relevant amine-transmitter-expressing neurons in the brain at postembryonic stages of development. The results may be pertinent to changes in cognitive states that are regulated by biogenic amines.

生物通 张欢