狗狗们为什么会做这个动作?

学术   2024-11-27 21:26   浙江  




当狗狗被弄湿时,我们常常会看到它们会通过甩动自己的身体,将水甩掉


(视频/news.harvard.edu)


事实上,这种本能的反射性动作并不仅限于狗,许多毛茸茸的哺乳动物——如老鼠、猫、松鼠、狮子、老虎和熊——也有类似甩动行为。这种动作能帮助它们清除水分、昆虫或其他难以触及的刺激物。尽管这一行为十分普遍,但过去科学家一直没有搞清楚这个行为背后的神经机制。


在一项于近期发表在《科学》杂志的研究中,一个研究团队通过采用一系列技术,在小鼠身上追踪了这种行为背后的感觉信号。他们发现,这种行为可以通过激活一类被称为C-LTMR(C-纤维低阈值机械性感受器)的感觉神经元而引发。



  一种超灵敏的感受器  


皮肤中包含了大约20种不同类型的感受器,负责感知热、冷、痒和触碰等刺激。其中,有大约12种感受器可以检测不同类型的触摸感受,例如快速的刺痛、稳定的压力,以及柔和的抚摸。


C-LTMR是一种极其敏感的感受器,分布在毛囊周围,能够感知毛发的轻微摆动或毛发根部皮肤的细微凹陷。在人体中,这些感受器与愉悦的触觉体验有关,比如温暖的拥抱或轻柔的抚摸。但在小鼠等动物中,C-LTMR的主要作用是保护皮肤,提醒动物注意水、污垢或寄生虫等异物。


在新的实验中,研究人员用葵花籽油模拟异物刺激,将几滴油滴在小鼠的颈背部,观察它们的反应。结果显示,几乎所有小鼠都在十秒内甩掉了这些油滴。


随后,研究团队对部分小鼠进行基因改造,移除了大部分C-LTMR。结果表明,经过了基因改造后的小鼠在类似条件下,甩动的动作减少了50%。


之后,研究人员进一步探索了C-LTMR发出的信号如何穿过神经系统来协调这种甩动行为。他们追踪了脊髓中的一组神经元的通路,与脑中被称为臂旁核的区域会参与疼痛、温度和触觉处理相连。


接下来,研究人员利用光遗传技术刺激或抑制这些脊髓神经元的活动。结果表明,与对照组小鼠相比,这些小鼠的甩动行为减少了58%。当研究人员抑制臂旁核的活动时,也观察到了相似的结果。但是,这些小鼠的其他行为,比如抓挠、梳理、移动仍然可以正常进行。这表明,这一神经回路是这种甩动行为所独有的。



  成就与未知  


研究人员指出,科学家们已经对视觉和听觉信息处理的神经回路有了深入了解,但触觉信息的处理机制仍是个谜。这主要是因为记录和研究脊髓中的神经活动极具挑战性。


触觉系统复杂而多样,能够区分诸如水滴滑落、昆虫爬行或亲人温柔触碰等不同情景。能够将特定的触觉感受器(如C-LTMR)与一种常见且易于观察的行为(甩动动作)直接联系起来,是一项了不起的成就


不过,他们也指出,尽管现在已经追踪到了触觉信号在脑中的特定位置,但许多问题仍然存在。例如,这项研究揭示的通路是否可以解释所有类似的甩动行为?未来的研究将致力于解决这些悬而未决的问题。


#创作团队:

编译:糖兽

排版:雯雯

#参考来源:

https://news.harvard.edu/gazette/story/2024/11/ever-wonder-why-your-dog-does-this/

https://www.nature.com/articles/d41586-024-03657-y

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adq8834

#图片来源:

封面图&首图:pickpik

原理
科学,照亮黑暗的蜡烛。
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