感知外界環(huán)境中潛在的危險信息,快速躲避天敵并作出最適宜的防御反應是動物生存所需具備的重要能力。為探究本能恐懼內(nèi)在的大腦運作機制,研究人員開展了如下實驗。
(1)將小鼠置于如圖1的裝置中,用黑色圓盤在小鼠的上視野產(chǎn)生陰影模擬小鼠被上空中的天敵(如老鷹)捕食的場景,陰影刺激了小鼠視網(wǎng)膜,引起視神經(jīng)細胞產(chǎn)生
神經(jīng)沖動(興奮)
神經(jīng)沖動(興奮)
,最終誘發(fā)小鼠產(chǎn)生逃跑至遮蔽物中的防御行為。
(2)研究人員利用相關(guān)技術(shù)記錄腦內(nèi)腹側(cè)被蓋區(qū)(VTA)GABA能神經(jīng)元的激活程度,結(jié)果(如圖2)顯示陰影刺激組在有陰影刺激時,VTA區(qū)CABA能神經(jīng)元活性始終高于非陰影刺激組(陰影刺激后VTA區(qū)CABA能神經(jīng)元活性迅速上升),并且在神經(jīng)元活性達到峰值時,小鼠發(fā)生逃跑行為
陰影刺激組在有陰影刺激時,VTA區(qū)CABA能神經(jīng)元活性始終高于非陰影刺激組(陰影刺激后VTA區(qū)CABA能神經(jīng)元活性迅速上升),并且在神經(jīng)元活性達到峰值時,小鼠發(fā)生逃跑行為
,推測陰影刺激通過激活VTA區(qū)GABA能神經(jīng)元進而誘發(fā)小鼠逃跑行為。
(3)神經(jīng)元未受刺激時,細胞膜主要對 鉀離子
鉀離子
有通透性,造成其外流,使細胞膜兩側(cè)的電位表現(xiàn)為外正內(nèi)負。研究人員將光敏感的通道蛋白基因特異性表達在某一特定類型的神經(jīng)元中,并通過特定波長的光刺激來調(diào)控神經(jīng)元活動。已知藍光刺激光敏蛋白C會導致Na+內(nèi)流,黃光刺激光敏蛋白N會導致Cl-內(nèi)流。研究者應用此技術(shù)設計實驗,進一步證實了VTA區(qū)GABA能神經(jīng)元激活是誘發(fā)小鼠逃跑行為的必要條件。請從A~H中選擇字母填入下表,將實驗組的實驗方案及相應結(jié)果補充完整。
分組 |
實驗動物 |
實驗條件 |
實驗結(jié)果 |
實驗組一 |
① B B |
黃光、陰影刺激 |
② G G |
實驗組二 |
VTA區(qū)GABA能神經(jīng)元表達光敏蛋白C的小鼠 |
③ F F 、④C C |
⑤ H H |
A.VTA區(qū)GABA能神經(jīng)元表達光敏蛋白C的小鼠
B.VTA區(qū)GABA能神經(jīng)元表達光敏蛋白N的小鼠
C.陰影刺激
D.無陰影刺激
E.黃光
F.藍光
G.未見逃跑行為
H.迅速逃跑躲避