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来自研究机构

雄性老鼠天生就能识别其他老鼠的性别

日期:
2019年1月31日
来源:
斯坦福大学医学
简介:
研究人员发现,雄性老鼠之所以能识别陌生老鼠的性别,是由于其大脑固有的生理机能,而不是以往的经验。
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完整的故事

斯坦福大学医学院的研究人员发现,雄性老鼠之所以能识别不熟悉的老鼠的性别,是因为大脑的生理机能,而不是之前的经验。

雌性老鼠也能很快确定陌生人的性别身份。但他们大脑中指导这些决定的回路仍未被确定。

精神病学、行为科学和神经生物学教授Nirao Shah博士说:“令人惊讶的是,雄性和雌性老鼠对陌生人性别身份的识别完全不同。”爱博网投领导者

研究结果将于1月31日发表在《科学》杂志上细胞在哺乳动物大脑回路中,已知雄性和雌性的工作方式不同,这一数量虽少,但仍在不断增加。他们提出了一个长期存在的争论,即在塑造性别特定行为方面,先天先天的倾向与社会获得的影响的相对贡献。

沙阿是这项研究的资深作者。第一作者是博士后学者Daniel Bayless博士。

沙阿说:“我们的研究结果表明,至少男性不需要有过性经验就能在接近陌生人时做出快速、可靠的决定。”

这在进化上很有意义。在它的一生中,一只野生雄性老鼠可能只有几次有性繁殖的机会,这增加了它能够在短时间内正确识别新来者性别的优势,而不需要先学习如何识别。如果这种能力是天生的,那么即使是没有性经验的老鼠也能迅速分辨出同类中的雄性和雌性。

沙阿说,这一发现很可能适用于人类,因为我们和老鼠有很多相同的硬连接的大脑回路,它们用来识别陌生人的性别,因为人类对这种回路的研究表明,男性和女性在结构和生理上存在重大差异。

沙阿说:“所有的社交和性接触都建立在首先正确识别对方性别的基础上。”“这是动物做出的基本决定。”

在这项研究之前,哺乳动物在哪里以及如何做出这样的决定是完全未知的。但调查人员确实对从哪里开始调查有一些想法。

不可缺少的神经元子集

许多对性激素有反应的组织会产生芳香化酶,这种酶能将雄激素转化为雌激素——这是许多细胞内这些性激素的活性形式。芳香酶出现在沙阿和他的同事十年前发现的大约六个老鼠大脑区域。其中一些大脑区域在解剖学、生理学和行为上都有所不同,这取决于大脑是男性的还是女性的。

其中一个区域被称为终纹床核。男性的大脑结构是女性的两倍大,神经元密度也比女性高。人类研究已经揭示了男性和女性床上终纹核的基因激活水平的不同模式——这是一个可靠的线索,表明该结构的功能因性别而异。

这种结构的一小部分神经元,称为AB神经元,产生芳香酶。沙阿的研究小组将这些细胞与性别识别联系起来,这些细胞大约在老鼠大脑的7500万个神经元的两侧各有1000个。“在这项研究之前,AB神经元在很大程度上是未知的领域,”他说。“它们特别难以研究,因为它们散布在其他表面上看起来相同的神经元中。”

但是Shah的研究小组已经开发出一种工具,可以让他们监测自由运动小鼠AB神经元的信号活动,并远程刺激或抑制这些神经元的活动。

他们使用这些工具来研究和操纵雄性小鼠的AB神经元,这些雄性小鼠在生命的最初几周内除了母亲和姐妹之外从未接触过雌性小鼠。断奶后(在青春期之前),它们立即被转移到雄性宿舍,然后在实验前几天,被转移到单独宿舍。

人们早就知道,在自己地盘上的雄性老鼠,无论是有性的naïve还是有经验的,都会对另一只老鼠的入侵做出可预测的反应。沙阿说,这种反应取决于陌生人的性别。“如果是雌性,常驻的雄性会试图向她求爱。如果是雄性,它会挑起一架的。”

天生的差异

不出所料,当研究人员将一只雌性蚊子引入naïve雄性蚊子的栖息地时,雄性蚊子在嗅探和探索几分钟后就试图与雌性蚊子交配了。当他们把另一只雄性引入单身公寓时,住在那里的雄性继续攻击,正如预期的那样。在这两种情况下,科学家们都观察到常驻雄性动物AB神经元活动的早期上升。但当陌生人是雌性时,这种增加要大得多。在雄性认出雌性之后的性行为中,这些神经元变得更加兴奋。相比之下,在随后与雄性的打斗中,它们的活动减弱了。

即使阉割雄性也不会影响AB神经元区分两性的能力,这进一步支持了这种能力是先天形成的这一观点。

当研究人员在实验中抑制了一只雄性常驻老鼠与异性陌生人相遇时AB神经元的活动时,由于其被抑制的性别识别能力,它变成了一种懦夫。沙阿说:“他不会和雄性打架,也不会和雌性交配。”

相反,当研究人员刺激一只常驻雄性老鼠的AB神经元的活动,以模仿雄性老鼠遇到雌性老鼠时的情况时,常驻老鼠被愚弄,以为另一只接近它的雄性老鼠是雌性老鼠。结果,它试图与靠近的雄性交配。

雌性老鼠的AB神经元对引入陌生的雌雄老鼠都有一定的反应,但无论陌生人是雄性还是雌性,它们的活动都没有特别的区别。即使是消除雌性AB神经元的实验操作对它们的社会行为也没有明显影响。

“这些神经细胞在女性大脑中的作用是神秘的,”沙阿说。“雌性显然使用不同的神经系统来识别其他个体的性别。这个系统可能是什么仍然是任何人的猜测。”他说他打算找出答案。

Shah是斯坦福Bio-X和斯坦福大学吴仔神经科学研究所的成员,也是斯坦福大学ChEM-H学院研究员。

其他研究的共同作者是博士后学者杨泰宏博士;以及本科生研究助理马修·梅森、阿尔伯特·苏珊托和亚历山德拉·洛德尔。

这项工作由美国国立卫生研究院资助(拨款R01NS049488和R01NS083872)。

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故事来源:

材料所提供的斯坦福大学医学注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。


期刊引用

  1. Daniel W. Bayless, Taehong Yang, Matthew M. Mason, Albert A.T. Susanto, Alexandra Lobdell, Nirao M. Shah。边缘神经元塑造性幼稚男性的性别识别和社会行为细胞, 2019 doi:10.1016 / j.cell.2018.12.041

引用此页

斯坦福大学医学。“雄性老鼠天生就能识别其他老鼠的性别。”《科学日报》。《科学日报》,2019年1月31日。< www.koonmotors.com/releases/2019/01/190131113920.htm >。
斯坦福大学医学。(2019年1月31日)。雄性老鼠天生就能识别其他老鼠的性别。《科学日报》.2023年6月19日检索自www.koonmotors.com/releases/2019/01/190131113920.htm
斯坦福大学医学。“雄性老鼠天生就能识别其他老鼠的性别。”《科学日报》。www.koonmotors.com/releases/2019/01/190131113920.htm(2023年6月19日访问)。

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