研究顯示小臭鼩為了過冬竟然減少腦細胞

2021-01-08 嶽悅於世

科學家最新研究發現小臭鼩通過控制大腦「熱脹冷縮」來度過寒冷、食物匱乏的秋冬季節。

小臭鼩是什麼動物

小臭鼩是最小的陸生哺乳動物,其平均體重約為2克(和一張撲克牌差不多重),身長和人的拇指差不多。它們主要分布在歐亞大陸北緯10度到40度的亞熱帶和溫帶地區。

它們的視力不太發達,捕食主要依賴觸覺,通過對觸覺高度靈敏的鬍鬚來定位獵物。不過這並不影響它們「可怕」的捕獵能力,研究發現小臭鼩從碰觸獵物到咬死獵物,僅僅需要幾百毫秒(秒殺)。

為什麼要讓大腦「熱脹冷縮」

因為是哺乳動物代謝率高,而且身形嬌小又存不下太多的能量。為了適應生存環境,它們就進化出了一套適合自己的生存機制:儘量多進食食物(它每天要進食的食物重量高達自己體重的八倍),春夏季節日間休眠,秋冬季節減少部分腦區的腦細胞(20%)以減少能量消耗。

沒錯,就是減少腦細胞,不過到了春夏季節還會重新長出來。為什麼要減少腦細胞?大腦是代謝最旺盛也是可塑性最高的器官之一,改變腦部功能結構來適應生活環境才能得以生存。當然除了腦細胞之外,它們還會減少能量代謝需求旺盛的皮層亞層來降低能耗。

對它的研究

為了研究小臭鼩的腦部變化,科學家對10隻小臭鼩的大腦進行了一年四季的長期追蹤和詳細分析。用到了核磁共振、在體雙光子鈣成像、原位雜交等技術,結果發現到了秋冬季它們的大腦皮層區域明顯減少,厚度比夏天時減少了近10%。

然後研究人員把目光放到了體感皮層第4層,這是小臭鼩能量需求最旺盛的一個腦區。之前說了它用鬍鬚定位捕獵食物,而這個體感皮層就是用來接收觸感信息幫助捕獵的。結果發現這一層的厚度在冬天減少了足有28%,其中的神經細胞數量大幅度減少,因此可以大大降低能量消耗。

那秋冬的腦細胞減少對小臭鼩有什麼影響?研究人員發現鬍鬚體感皮層中的抑制性的神經細胞活性發生了變化,春夏季時的活性比秋冬季高了2、3倍。也就是秋冬季節小臭鼩的鬍鬚觸感更不受抑制,它的捕食能力增強。而且在食物匱乏的冬季,它們尋找食物會達到飢不擇食的地步。

而到了夏天,那些減少的神經元和腦細胞又會重新長出來。這是一個神奇的變化,研究人員稱對此研究有望取得重大突破。研究成果發表在《美國國家科學院院刊》雜誌上。

相關焦點

  • 為了過冬,它們每年要「殺死」自己的大量腦細胞
    為了過冬,它們每年要「殺死」自己的大量腦細胞 2020-12-24 10:05 來源:澎湃新聞·澎湃號·政務
  • 為了過冬,這些動物每年要「殺死」自己的大量腦細胞……
    到了冬天,散熱很快的小臭鼩沒法冬眠,還是需要不停進食。而令科學家們驚訝的是,為了在冬天多吃、少消耗,這些小傢伙們竟然能夠讓大腦「熱脹冷縮」,有些腦區甚至會大量減少腦細胞,以節省能量!研究人員首先用核磁共振(MRI)掃描了10隻小臭鼩的大腦,發現其體積到了秋冬季節會明顯縮小,尤其是位於大腦外層的皮質(cortex),在冬天持續收縮,厚度比夏天時減少了近10%。
  • 探索小臭鼩的春夏秋冬
    封面文章     大腦是代謝最旺盛也是可塑性最高的器官之一,這兩個屬性決定了腦的結構和功能必須不停地適應機體代謝水平的變化,才能提升動物生存機會,常見的變化包括季節性冬眠、遷徙和交配等行為。
  • 探索小臭鼩的春夏秋冬—新聞—科學網
    封面文章     大腦是代謝最旺盛也是可塑性最高的器官之一,這兩個屬性決定了腦的結構和功能必須不停地適應機體代謝水平的變化,才能提升動物生存機會,常見的變化包括季節性冬眠、遷徙和交配等行為。
  • 為了過冬,它把腦袋「縮」了20%
    中科院深圳先進技術研究院(以下簡稱深圳先進院)腦認知與腦疾病研究所研究員RobertNaumann帶領團隊,聯合來自德國、以色列的科學家,深入研究了鼩鼱科小臭鼩腦結構和功能季節性的變化,解釋了冬季動物體感皮層中更多神經元被觸覺信號抑制的實驗現象,從而揭示小臭鼩冬季捕獵時對獵物選擇「飢不擇食」的自然現象的神經機制。
  • 居民樓出現臭鼩 專家稱其帶有攻擊性會放出臭氣
    具攻擊性臭鼩罕現居民樓下 小心!它帶著致命病毒  時報訊 嘴巴尖尖眼睛小,長著四條小短腿,粗看和老鼠沒區別,細看又不同。昨天,家住大塘新村的倪先生打進時報熱線,說在自家門口發現一隻奇怪動物。一問專家這動物的身份,還真有點讓人心慌。
  • 具攻擊性臭鼩罕現居民樓下 小心它帶著致命病毒
    嘴巴尖尖眼睛小,長著四條小短腿,粗看和老鼠沒區別,細看又不同。昨天,家住大塘新村的倪先生打進時報熱線,說在自家門口發現一隻奇怪動物。
  • 小科普|動物們過冬的秘密
    不過,並不是只有棕熊和黑熊會為過冬囤積脂肪,其他動物也有自己儲存能量的方式,不管是通過儲藏食物,還是在生理上做出改變。接下來,就讓我們一起來看看動物們有哪些獨特的過冬準備工作。美洲鼴正在展示自己用來挖洞的巨大前肢。
  • 成年動物體感皮層季節可塑性研究獲進展
    小臭鼩是最小的陸生哺乳動物之一,屬於鼩鼱科的一種,體重僅2克,主要分布在歐亞大陸北緯10度到40度的亞熱帶和溫帶地區。小臭鼩嬌小的體型導致其代謝率極高,卻無法儲存額外能量。為適應生存環境,小臭鼩演化出日間休眠以及冬季的「戴耐爾」現象(Dehnel's effect)。
  • 研究顯示成人腦細胞可再生
    央視國際 www.cctv.com  2006年08月20日 15:04 來源:新華網   新華網倫敦8月19日電(記者葛秋芳)科學家研究發現,成人腦細胞被植入實驗鼠大腦後可生長出新的神經細胞。
  • 廈門軟體園二期淡定老鼠見人不慌 或是臭鼩(圖)
    還有的網友認為,這是俗稱錢鼠的臭鼩,是一種食蟲目的原始哺乳動物,雖然名字中有個「鼠」字,外形也酷似老鼠,但其實和老鼠並不一樣。(廈門網(微博)-廈門日報(微博))
  • 深圳先進院等在成年動物體感皮層季節可塑性研究中獲進展
    小臭鼩是最小的陸生哺乳動物之一,屬於鼩鼱科的一種,體重僅2克,主要分布在歐亞大陸北緯10度到40度的亞熱帶和溫帶地區。小臭鼩嬌小的體型導致其代謝率極高,卻無法儲存額外能量。為適應生存環境,小臭鼩演化出日間休眠以及冬季的「戴耐爾」現象(Dehnel's effect)。
  • 研究顯示了腦細胞是如何影響選擇的
    赴美治療服務機構和生元國際了解到,當你面臨選擇的時候——;比如,甜點是吃冰淇淋還是巧克力蛋糕——;當你權衡你的選擇時,你眼睛上方的一組腦細胞會燃燒起來。對動物的研究表明,每種選擇都會激活大腦中一組不同的神經元。出價越誘人,相應的神經元就會越快地激活。
  • 寬足袋鼩是一種怎樣的動物?為什麼它們會因為繁衍後代而死?
    但是,凡事都有例外,在澳大利亞有一種哺乳動物,它們的「父親」(雄性)就非常的負責,為了能夠留下後代甚至不惜葬送性命,它就是寬足袋鼩(qu)。這到底是怎麼一回事呢?且聽我慢慢道來。寬足袋鼩沒錯,上圖中那一對長相酷似老鼠的傢伙就是我們今天要說的主角:寬足袋鼩了,不過雖然它長得有點像老鼠,但其實它與老鼠沒有任何的關係,而是澳大利亞獨有的一種有袋類動物。
  • 樹鼩APOBEC3限制HBV複製及機制方面取得進展
    缺乏合適的HBV感染動物模型是研究發病機制和研發藥物及疫苗的瓶頸。樹鼩是靈長類動物親緣關係較近的新型實驗動物,有研究發現HBV可感染樹鼩,也能檢測到B肝表面抗原和e抗原(HBsAg和HBeAg)。在中國科學院昆明動物研究所研究員鄭永唐的指導下,博士研究生羅夢婷對樹鼩APOBEC3家族基因序列特徵、進化、表達和抗HBV作用及機制進行了研究。首次鑑定發現,樹鼩有5個APOBEC3基因家族成員,分別為APOBEC3A,-3C,-3F,-3G,-3H,也命名為A3Z1a、A3Z2a-Z2b、A3Z2d-Z2e、A3Z2c-Z1b、A3Z3。
  • 日本研究新方法使腦細胞再生不會半途而廢
    腦損傷後,大腦內幹細胞會分化生成腦細胞,以修復損傷。但日本研究人員發現,如此分化出的許多腦細胞往往半途而廢、停止發育,造成腦功能難以恢復。
  • 狗狗益生菌研究,有的不能提高消化率,但能減少便臭,有的能減肥
    大家好,我們一直有一個想法,就是狗狗消化不好,可以補充一些益生菌幫助消化,但最近研究發現,有的益生菌對狗狗消化並沒有用,但是可能對減肥有用今天就講這個吧啊20年4月19號公布了的一個最新的實驗>16隻狗隨機分兩組每天直接吃62.5g 枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌,並對便便進行分析發現狗狗對營養物質的消化率居然沒有改變反倒是降低了狗狗便便的臭味這有可能是由於補充益生菌增加腸胃有益菌的數量,減少了腐敗化合物
  • 新研究證實腦細胞數量不是唯一決定因素!
    一般我們認為腦容量大的人通常更加聰明,但科學家仔細研究人類大腦的微觀結構發現,人的智商不僅僅取決於腦細胞的數量,相比之下更高效的腦細胞連接才是更重要的因素。研究團隊對近260名志願者腦部灰質結構的密度和分支進行了細緻的觀測,並對志願者們進行了複雜的智商推理測試。
  • 叔說動物:侏袋鼬,狹足袋鼩
    Sminthopsini 狹足袋鼩族Antechinomys 跳袋鼩屬跳袋鼩 Kultarr,還叫做 Jerboa-marsupial,和 Jerboa 跳鼠,Hopping Mouse 彈鼠等齧齒動物非常相似。分布在澳大利亞內陸沙漠地區。