樹鼩的小腦袋裡在想什麼?

2021-01-18 BMC科研永不止步


作者: Lizzie Anderson


樹鼩不同於標準的鼩

©Kevin Schofield


這種東南亞森林原生的樹鼩並非真正的鼩。這些生物的外形和松鼠類似,但在解剖學方面與鼩猴和狐猴相似。因此,不能簡單地將雜食性的樹鼩進行歸類。



樹鼩共有17種,分為5屬,均屬於樹鼩目(Scandentia)這一特定的哺乳綱。雖然該物種與嚙齒類動物位於同一個進化群體,但是它們與飛狐猴都位於靈長類動物的姐妹分類群內。這意味著樹鼩和靈長類動物的關係比嚙齒類動物更近,其生理機能可以反映這一點;它們的手腳很適合抓握。正是由於這一特點,它們在過去曾被用作早期靈長類動物進化的模式生物,當然這在過去曾是一個爭論的焦點。


樹鼩家族進化樹

©Pearson Education Inc., publishing as Benjamin Cummings



由於樹鼩與靈長類動物有進化親近性,研究樹鼩的大腦工作原理受到了很多的關注。樹鼩的大腦皮層結構更高級,所以它們的大腦功能也比小鼠的更加高級,比如樹鼩有社交情緒和空間學習記憶。因此,將樹鼩用作疾病模型可以得出更接近臨床狀況的結果,也可以將這些結果更多地轉化和應用於人類。



眾所周知,樹鼩可以用作靈長類動物模型,但是對樹鼩大腦皮層興奮性突觸傳遞還知之甚少。


這項研究重點探討了負責疼痛感知和情緒的前扣帶回皮層中基礎突觸傳遞的機制。


前扣帶回的位置


正如在小鼠中所發現的,穀氨酸是負責由AMPA(αα氨基-3-羥基-5-甲基-4-異惡唑丙酸)和激肽受體介導的快速興奮性突觸傳遞的主要遞質。


樹鼩的大腦結構和大小相比小鼠而言更接近靈長類動物

©Steve van Hooser


然而,與小鼠模型不同的是,樹鼩大腦中突觸後細胞的反應明顯更大,神經元顯示出更高的放電頻率和神經元興奮性。這些特徵使得其相比小鼠更接近靈長類。我們還可以看到樹鼩的大腦中產生了輕度的皮層摺疊,而大鼠和小鼠的大腦則保持光滑。正是這種摺疊使得樹鼩的大腦具有更大的表面積,能容納更多的神經元,從而具備更高級的皮層功能。



雖然使用小鼠模型在了解疾病和潛在治療方法方面獲得了很多進展,但將這些治療方法轉化至臨床環境卻很少獲得成功。


就解剖學而言,小鼠的大腦不具備人類大腦較高級的功能,這在一定程度上限制了將小鼠實驗結果轉化至臨床環境。使用具有更高級的大腦功能並且與人類大腦結構類似的生物模型可以減少模型研究結果和臨床環境之間的轉化困難


樹鼩在研究領域的應用前景廣闊

©Cymothoa exigua


由於靈長類動物模型不能用於疾病研究,使用類似靈長類祖先,即樹鼩作為模型,進行探究性大腦研究可以彌補齧齒動物和靈長類動物之間的差距,未來有望獲得更好的臨床結果。


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