寄生蟲的入侵能否影響人類大腦進化?

2020-12-08 快科技

寄生蟲是否影響人類神經進化？幾十年前就應該有人想到：既然寄生蟲已經困擾真核生物數百萬年，它們的盛行可能會影響生物進化歷程，美國新墨西哥大學心理學家馬爾科並不是第一個提出人類大腦進化可能受到寄生蟲影響，這種寄生蟲具有操控宿主行為的能力。

他在《生物學季刊》發表一篇最新論文，提出了四種宿主操控大腦寄生蟲的適應性對策，以及寄生蟲自身的進化反應，這一觀點在許多領域都具有意義，並且可能解釋人類心理學、大腦功能網絡結構，以及心理藥物的可變效應。

操控宿主行為

許多寄生蟲操控宿主的行為是為了提高繁殖成功率，並傳播至更廣闊的區域，例如：剛地弓形蟲會寄生在老鼠體內，誘導老鼠大腦杏仁核出現遺傳變化，這些變化減少了它對貓的厭惡，促使感染剛地弓形蟲的老鼠被貓吞食，而貓是剛地弓形蟲的宿主目標，是它們能夠寄生繁殖的唯一寄主動物，同時，它們也可以感染人類，但人類身體是剛地弓形蟲繁殖的「死胡同」，但有可能可以改變人類行為。

狂犬病會增大傳染性唾液的產生，並引起宿主對水的厭惡，從而進一步濃縮唾液，之後產生暴力攻擊，增大撕咬其他生物的可能性，這種傳播途徑使得許多性傳播病原體被認為可以操縱宿主的性行為。寄生蟲對宿主十分有害，因此，現代人類進化包含了相關的保護措施，因此塑造非常複雜的中樞神經系統。

限制寄生蟲進入大腦

對於一些高等生物，將寄生蟲排除在中樞神經系統之外，限制它們進入大腦，所以血腦屏障包含第一道防線，作為物理和化學安全的保護層。目前寄生蟲能夠進化從大腦外形操控宿主的行為：一些寄生蟲產生改變行為的物質，例如：多巴胺，並將其釋放到血液中，一些寄生蟲操控荷爾蒙分泌，另一些寄生蟲則通過激活特定的免疫反應來操控宿主。它們進化形成通過血腦屏障抵達大腦的方法。

增加操控成本

一些寄生蟲釋放某些神經化學物質來改變宿主的行為，作為一種對策，宿主通過增加誘導這種反應所需的特定神經化學物質的數量來適應該變化，從而增加寄生蟲的代謝成本。由於宿主身體通常比寄生蟲大許多，這種增加操控成本對於宿主而言可以完全忽略不計，同時宿主生物可以完全壓制寄生蟲產生足夠的神經活性物質的能力。由於當前寄生蟲操控實例主要是間接性的，選擇增加信號成本很可能在大腦進化早期階段就已達到峰值。

增加信號的複雜性

中樞神經系統利用神經活性物質作為神經元、大腦網絡以及大腦和其他器官之間的內部信號，寄生蟲可以產生壓倒一切的信號來劫持這些通路，從而改變宿主行為方式，或者正如德爾朱迪切所指出的那樣，破壞現有信號，這將破壞宿主內部「信號代碼」。

因此，對於寄生蟲而言，更複雜的信號代碼更難破解，這種複雜性增加的實例包括需要不同神經化學物質的聯合作用，或者在特定時間脈衝中釋放神經活性物質。擴展傳輸分子及其結合受體的集合也增加了複雜性，更精細的內部信號增加了中斷所需的時間，從適應性的角度來看，這可以阻斷寄生蟲的選擇，迫使它們採取其他操控方法。

但是，不斷增加的複雜性增大了宿主的代謝成本，儘管這些成本對寄生蟲而言非常昂貴，德爾朱迪切指出，增加一個系統的複雜性「往往會產生新的脆弱點」，這可能會被適應性寄生蟲所利用。

增強抗變換性

增強系統抗變換性基本上相當於對損害進行控制，高等生物傾向於以一種能夠維持正常行為功能的方式進化，即使在受到寄生蟲攻擊時也是如此。德爾朱迪切討論了被動、主動的抗變性宿主策略，其中包括：系統冗餘度和模塊化，因此被稱為蝴蝶結網絡架構；能夠檢測系統擾動並進行校正調整的反饋調節系統；以及對非特異性線索監測，例如：免疫系統活動性，這些活動表明了寄生病原體的存在。

在很大程度上，抗變換適應性可能會排除固定的生理調整，而傾向於發展「由感染線索觸發的塑料反應」，原因在於如果大腦的生理和行為在病原體存在的情況下適應得最好，那麼病原體的缺失會導致非最佳行為和降低存活率。

德爾朱迪切在論文中討論了宿主對進化對策的制約條件，這些包括代謝和計算的限制，例如：能量的可用性和較小身體尺寸，擁有較大大腦的動物很容易進化形成更高水平的保護複雜性，這是改變行為的寄生蟲普遍存在於昆蟲的原因之一，這為寄生蟲策略和宿主應對策略提供了基本例子。

精神病藥理學

德爾朱迪切指出，使用精神活性藥物治療精神症狀是試圖通過藥理學手段改變宿主行為，這也是控制欲較強的寄生蟲行為，在精神病治療中，其目標是讓患者受益。因此被寄生蟲攻擊產生的適應性反應可以解釋為什麼抗抑鬱藥在某些患者身體上誘導耐受性，例如：寄生蟲，這些藥物試圖改變生物體行為，有可能抗變換神經系統的平衡性會受藥物作用進行改變。

德爾朱迪切說：「值得思考的是，至少其中一些反應機制可能是是專門設計用於檢測和響應寄生蟲侵入的，如果是這樣，標準的藥物治療可能會在不知不覺中模仿寄生蟲攻擊，並引發特殊的防禦反應，藥物的某些不良副作用在寄生蟲感染期間可能代謝成本較高，但具有適應性特徵，這不利於精神疾病治療。

- THE END -

#大腦

原文連結： 新浪科技 責任編輯：雪花

相關焦點

  • 精神分裂症之謎:寄生蟲操控人類大腦?
    國際在線消息：美國科學家最近指出，精神分裂症可能與一種叫做弓漿蟲的寄生蟲有很大的關係。弓漿蟲是一種人畜共有的寄生蟲，目前全世界有一半左右的人口已經感染了弓漿蟲。這種寄生蟲以貓為最終宿主，所以差不多有10％的貓帶有弓漿蟲病，而人、豬、牛、羊、狗、鳥和鼠類等都是弓漿蟲的中間宿主。
  • 韓國電影《鐵線蟲入侵》的寄生蟲真的存在嗎?它會入侵人類嗎?
    今天小編要科普一種讓人毛骨悚然的寄生蟲，線形門的一種，可以在地球上的每個角落找到它，學名鐵線蟲，也是2012年《鐵線蟲入侵》的主角。 鐵線蟲是一種寄生蟲，寄生多發生在節肢動物體內，會奪取宿主的營養物質，可以長到和宿主一樣重，後期會接管宿主的身體功能，甚至可以控制宿主的大腦。
  • 科學真相:養貓的人會被寄生蟲「操縱」大腦?
    但很多人不知道，其實人體自身也存在著一個特殊的生態，各種微生物、寄生蟲等都可能是其中的一員，甚至它們還在偷偷地影響著人類的行為和思想……在科幻作品《寄生獸》中，就描繪過這樣一個世界：來自外星的神秘寄生蟲，通過大規模感染人類，並以此操縱人類去捕食其他人，藉以繁衍自身。
  • 知否|人類大腦神經如何進化?寄生蟲充當了隱形設計師
    ，寄生蟲就從未停止過與我們的相愛相殺，它們不僅改變了某些人類的進化方向和行為，甚至也影響了大腦神經的進化方式，充當著隱形設計師的角色。美國新墨西哥大學心理學家馬可·德爾吉迪斯（Marco Del Giudice）認為，人類大腦進化可能受到控制宿主行為的寄生蟲影響，並提出了四種宿主對抗腦操縱寄生蟲的適應性對策，以及寄生蟲本身進化出的應對方式。操縱宿主行為許多寄生蟲都能操縱宿主的行為，以提高繁殖成功率和實現更廣泛傳播的目標。
  • 吃福壽螺會導致寄生蟲入侵大腦?
    而引起這次悲劇的原因要一直追溯到該網友今年2月底的蜜月旅行，在此期間誤食福壽螺，導致寄生蟲入侵腦部。很多看到這篇帖子的一些網友感到十分恐懼：我也吃過福壽螺，會不會也有危險？　　吃福壽螺感染寄生蟲不稀奇　　簋街向來是北京飲食流行的風向標。2000年前後，有三種美食風靡了整個京城，正是香辣蟹、小龍蝦、福壽螺。
  • 寄生蟲入侵19歲男生大腦 這些偏方你別信
    從大腦裡取出11釐米長、會遊動的活蟲？這可絕對不是在危言聳聽，而是真實發生在小文（化名）身上的事情。19歲的他，到底是做了什麼還是吃了什麼，竟然遭遇寄生蟲入侵大腦這樣的事情？回憶起當時的情形，小文仍然印象深刻，沒想到寄生蟲幼蟲沿著小小的傷口進入他體內，又「遊」到了腦部。這種寄生蟲名為裂頭蚴，是一種多見於中國南方地區的寄生蟲。 它常以青蛙、蛇作為中間宿主，如果人生吃青蛙、蛇或喝了含蟲卵的生水，甚至用感染寄生蟲的青蛙皮和蛇皮敷在皮膚上治療，這種蟲就會寄生到人體內。
  • 「嗜血」的大腦:人類大腦是如何進化的?大腦的結構是什麼?
    11:03:54　來源: 確認過眼神呦 舉報 　　一個澳大利亞與南非的國際合作研究顯示，人類大腦通過進化不僅變得更大
  • JEM:耶魯大學揭示新冠病毒是如何入侵並破壞人類大腦的
    該研究發現新冠病毒能夠直接入侵大腦神經系統，並揭示其入侵機制，為開發新冠相關的神經系統症狀的治療方法提供了有力幫助。 全面地研究新冠病毒對人體的影響對患者的治療至關重要，研究人員試圖找到新冠感染對人體的長期後果，其中許多涉及到中樞神經系統。 實際上，關於新冠病毒，人類還有許多問題有待回答，例如新冠病毒能否直接感染神經元或其他大腦細胞。
  • 看完這些能控制大腦的寄生蟲,你會懷疑人類
    《寄生獸》中，來自宇宙的寄生生物大規模感染人類，他們蠶食人類的大腦，並寄生於頭部，完全操控失去意識的軀體，繼續捕食其它人類。 而主角的右手在偶然中被錯誤的寄生，隨後人類與寄生蟲相互影響，兩者的思想都發生了重大的變化，人類變得更加冷酷鎮定，而寄生蟲也漸漸有了人性。
  • 人類能否進化成更高級的生命
    人類進化到了今天，可以說是從大自然優勝劣汰法則中脫離出來了，甚至能夠極大地影響優勝劣汰的進化法則！那麼，人類是否還在繼續進化呢？人類能否進化成更高級的生命體嗎？
  • 烏龜與蜥蜴的大腦揭示人類大腦進化奧秘
    它由海馬體一類的「古老」腦區和「新生」腦區共同組成，「新生」腦區包含了一個具有六層結構的「新皮質」，新皮質僅出現在哺乳動物，尤其是人類之中。但是，大腦皮質的組成區域是何時又是如何進化出來的？在法蘭克福的馬克斯普朗克大腦研究所(Max Planck Institute for Brain Research)的科學家們研究了烏龜和蜥蜴的大腦皮質的基因表達，發現它們和哺乳動物的大腦皮質之間有意想不到的相似點和差異。這些結果是重建脊椎動物大腦進化過程的裡程碑。從很多方面來說，我們就是我們的大腦皮質。
  • 寄生蟲如何操縱螞蟻大腦?科學家首次真實觀察到了
    科學家一直致力於研究這種寄生蟲如何與螞蟻大腦相互影響，他們首次相機拍攝到這種可怕的殭屍關係。柳葉刀肝吸蟲的生命開始像許多其它寄生蟲一樣，最初蟲卵生活在牛羊糞便中。之後蝸牛吞食糞便，它們成為柳葉刀肝吸蟲的第一宿主體，蟲卵停留在蝸牛腸道之中，並進行孵化和發育。最終，這種寄生蟲附著在蝸牛的黏液球上，被螞蟻吞入腹中，從而螞蟻成為它們的第二宿主體，在螞蟻身體上柳葉刀肝吸蟲發生了奇特的轉變。
  • 病毒，真菌，寄生蟲：入侵物種的「生物武器」
    研究發現，異色瓢蟲所體內攜帶著大量的單細胞寄生蟲——微孢子蟲（Microsporidia），在寄生包括七星瓢蟲（Coccinella septempunctata）在內的當地瓢蟲種後對它們是致命的。異色瓢蟲能分泌一種叫作harmonine的防禦分子，確保自己不會被體內的這些「微生物軍火」所害。而本地的瓢蟲沒有這種「黑科技」護體，只能不幸地淪為受害者。
  • 5個人類進化的終極奧秘，我們從何而來？為什麼擁有發達的大腦？
    人類進化的問題，有許多有趣的理論。但主旨思想無外乎兩種，非洲擴散模式和多區域模式。多區域模型表明，人類祖先遍布地球。大約在200萬年前，形成了早期人類的區域性團體。然後人類在所有這些地區，以相似的時間進化而來，而不是一個單一的小組。但是目前非洲擴散模式最受學者青睞，現代人類在非洲持續進化了200000年。然後從非洲擴散到全世界，但現代人類的真正起源仍被廣泛爭論。
  • 人類的毛髮什麼時候進化沒了？
    導言：人類的毛髮什麼時候進化沒了？是先穿上衣服導致毛髮減少，還是因為毛髮減少而穿上衣服?有毛髮為什麼要穿衣服？毛髮又為什麼會減少？毛髮減少有利於降低體溫有助於大腦發展，為什麼其他動物不需要大腦發展，而只有人類需要?憑什麼？
  • 《鐵線蟲入侵》變異寄生蟲落戶人類
    其實這是因為它感染了一種寄生蟲，叫做鐵線蟲。小編最近看了一部韓國電影《鐵線蟲入侵》也是讓本人很慌，連忙查了一下：鐵線蟲隸屬於線形動物，長可達1米，成蟲可在水中生存，幼蟲則寄生在動物體內，等幼蟲慢慢長成熟後會誘導動物跳入水中從而實現自己的破繭而出，繁衍後代。這種寄生蟲可以通過水源感染人體，從而引發鐵線蟲病，當然了除非你喝了或者觸碰到不乾淨的水，又或許生吃昆蟲，魚類螺類等才會有可能出現。
  • 人類是如何進化出超級大腦的?
    基本邏輯很明確：人類大腦進化需要代謝平衡，為了讓大腦成長，其它的器官即大腸也必須萎縮，能量本來是要流向後者，最終改成流向了前者。有證據表明，他們獲得的數據顯示靈長類動物有著更大的大腦和更小的腸子。幾年後，人類學家Richard Wrangham 認為烹飪的發明對人類大腦的進化至關重要。
  • 改變人類基因,能否達到控制大腦的目的
    改變人類基因，能否達到控制大腦的目的大家好我是你們的老朋友天空，為了展現科技的魅力，以後的每一天我都將為大家放送最幹的貨，希望你們會喜歡。大腦活動來自於神經元之間的連接，包括現在了解得很少的反饋迴路。神經重塑等詞語只是一種用來說明大腦活動並非像以前理解的那樣是一成不變的方式。從某種程度上說，神經學家正在取得進展，換句話說，他們正在一層層解開這個複雜的問題。雖然科學發現的速度呈指數增長，但是「生命之書」仍需要許多許多代人來完成。
  • 惡性「食腦」寄生蟲可治療癌症?
    機體感染往往會通過直接控制相關基因的表達來誘發癌症，而這些特殊基因往往控制著受感染的宿主細胞的生長，其會誘發細胞瘋狂生長；同時感染還會通過長期的機體炎性表現，引發受影響細胞及附近免疫細胞的改變來引發癌症，當然其還會通過抑制患者機體的免疫系統來促進癌症發生；但研究者知道，機體自身的免疫防禦機制往往會被用來抵禦腫瘤細胞，而且一項最新的研究結果表明，一種參與腦癌發病的「食腦」寄生蟲（a brain-eating
  • 當寄生蟲入侵時,首個危險信號並非來自免疫細胞……
    近日，發表在《美國國家科學院院刊（PNAS）》上的一項新研究中，來自美國賓夕法尼亞大學領導的研究團隊研究了隱孢子蟲（Cryptosporidium）引起的感染，發現發出首個危險信號的並非來源於預想中的免疫細胞，而是來自於被稱為「第二大腦」的腸道。這一發現為科學家在預防感染或治療由過度免疫引起的炎症性疾病方面提供關鍵線索。