章鱼在MDMA上暗示社会行为的进化

  • 发表2021年2月5日
  • 作者汉娜Thomasy
  • 填充/ SFN.
章鱼有领带染料背景
亚历克西斯Wnuk

在约翰·霍普金斯大学神经科学家Gül Dölen的实验室里,一只小章鱼在水箱的底部快速游动。它布满吸盘的触角爬上玻璃墙。在一个网眼容器中发现了另一只章鱼,它把长长的手臂搭在容器上,试图在水下拥抱它的同类头足类动物。

对于加州的二点章鱼来说,这种行为很不寻常。该物种通常是不合群的。正常情况下,它会避开——甚至攻击——另一只章鱼。

但德伦实验室的章鱼已经有一点药物帮助他们的社交技巧:他们在MDMA上很高。

Dölen希望了解管理社会行为的大脑结构和化学品 - 他们如何在典型的大脑中工作,疾病在患有自闭症和精神分裂症等社会障碍时出现问题,以及他们如何在千年中发展。

派对药物MDMA激活我们大脑的血清素系统,让我们更善交际。乍一看,Dölen对章鱼的研究似乎表明,这种出了名的群居动物也拥有同样的神经线路——这是一个诱人的想法,可能需要更谨慎的解释和进一步的研究。

对血清素的作用

Dölen研究哺乳动物的社会行为已经超过十年了。但在2015年,一个国际研究团队对加州双点章鱼的整个基因组进行了测序。Dölen没有参与这项研究,但她注意到章鱼携带着一种与人类非常相似的基因。该基因编码了一种血清素转运体,这种蛋白质可以从突触吸收额外的血清素神经递质。

“血清素是我们所知道的最古老的神经递质之一,”Dölen说。“至少在哺乳动物中,它涉及到你能想到的几乎所有事情,从消化,到社会行为,到情绪。”

Dölen想知道血清素是否像人类一样参与了章鱼的社交行为。这就是MDMA发挥作用的地方——它作用于这种血清素转运体,至少在哺乳动物中,作用强烈促进社会行为

在她的研究, Dölen和同事们使用了一个有三个相连腔室的水箱。一边,他们放了一个塑料玩具。另一边是一只章鱼,上面盖着一个小网眼。测试章鱼被放在中间的房间里。

在没有MDMA的正常情况下,章鱼在房间里和玩具待的时间更长。如果他们冒险去找另一只章鱼,他们会表现得很冷淡。“他们会粘在墙上,可能会伸出一只胳膊,然后又回来,”Dölen说。

但当他们服用MDMA时,他们选择花更多的时间与他们的同类头足类动物在一起。它们甚至看起来更放松、更友好,把它们的手臂伸到另一只章鱼所在的围栏上。

“这是超级令人兴奋的,因为它意味着即使[这些]章鱼是亚社会的,他们也有社会所需的所有大脑电路,所有你需要做的事情都是为了触发脑电路的方式激活血清酮转运蛋白MDMA是,“Dölen说。

设计缺陷

虽然结果令人兴奋,但一些科学家对这项研究的设计提出了担忧。芝加哥大学的神经生物学教授克里夫·拉格斯代尔说:“行为规范存在严重缺陷。”在这项研究中,研究人员首先在没有MDMA的三室环境中测量章鱼的行为,然后给章鱼服用MDMA,再把它放回房间重复测试。

Ragsdale表示,这种实验设计阻碍了对结果的解释:“如果你把章鱼放在一个新的舞台上,他们会对探索犹豫不决,”他说。“当你在第二次把它们时,他们的行为会有所不同。这只是你对任何动物的期望。“

更好的设置会将章鱼分为两组:一组获取MDMA的首次探索分庭,另一组在第二次试验中得到它。该设计称为抵消,将提供更好的意识,其中效果实际上是由MDMA引起的,这是通过重复测试引起的。或者,科学家可以使用一个安慰剂组,这是经过重复的测试,但从未收到过药物。

一组欧洲科学家在一篇发表的评论中表达了类似的担忧,指出在没有安慰剂组的情况下,很难确定观察到的变化是由于MDMA,还是社会行为只是由于反复接触另一只章鱼而发生变化。

不过,研究章鱼、啮齿动物和人类神经回路的神经科学家大卫·吉尔(David Gire)说,这项研究为进一步了解血清素在章鱼行为中的作用打开了大门。

这位华盛顿大学的科学家说:“我认为这些工具真的给我们提供了一种了解章鱼血清素能系统的方法,这是令人兴奋的。”“我希望看到更多类似的情况——我认为将其应用于更复杂的行为和更自然的行为会很有趣。”

Dölen自己强调,这项研究是“非常初步”,因为该团队只有七只章鱼可供学习。她说还有许多实验仍然需要完成,并且需要解决许多问题,例如社会行为是否在男性和女性章鱼之间不同以及它们如何改变寿命。

Dölen表示,她的团队还在对另一个物种——侏儒斑马章鱼的基因组进行测序。这个物种很小——大约一颗葡萄的大小——所以更容易在实验室里饲养,并在许多动物身上进行研究。更大更详细的研究将帮助科学家解开章鱼行为的奥秘。

提供的内容

填充/ SFN.

Albertin, C. B., Simakov, O., Mitros, T., Wang, Z. Y., Pungor, J. R., Edsinger-Gonzales, E., Brenner, S., Ragsdale, C. W., & Rokhsar, D. S.(2015)。章鱼基因组和头足类神经和形态新奇性的进化。自然,524(7564),220 - 224。https://doi.org/10.1038/nature14668

Amodio, P., Fiorito, G., Clayton, n.s., & Ostojić, L.(2019)。评论:在章鱼的社会行为中,5 -羟色胺能神经传递的保守作用。行为神经科学前沿,13。https://doi.org/10.3389/fnbeh.2019.00185

Curry, D. W., Young, M. B., Tran, A. N., Daoud, G. E., & Howell, L. L.(2018)。把痛苦从狂喜中分离出来:R(-)-3,4-亚甲基二氧基甲基苯丙胺对小鼠有亲社会和类似治疗的作用,但没有神经毒性的迹象。神经药理学,128,196 - 206。https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2017.10.003

Dolen, g(2015)。自闭症:催产素、血清素和社会奖励。社会科学,10(5),450-465。https://doi.org/10.1080/17470919.2015.1087875

Edsinger, E., & Dölen, G.(2018)。章鱼的5 -羟色胺能神经传递在调节社会行为中的保守作用。中国生物医学工程学报,28(3),461 - 468。https://doi.org/10.1016/j.cub.2018.07.061

菲尔德,J. R.,亨利,L. K., &布莱克利,R. D.(2010)。人类5 -羟色胺转运体的跨膜结构域6有助于5 -羟色胺和精神兴奋剂3,4-亚甲基二氧甲基苯丙胺的水易结合口袋*。生物化学学报,285(15),11270-11280。https://doi.org/10.1074/jbc.M109.093658

hefets, B. D., & Malenka, R. C.(2016)。MDMA作为社会行为的探索与治疗。细胞,166(2),269 - 272。https://doi.org/10.1016/j.cell.2016.06.045

Hffard,C. L.,Caldwell,R.L.,&Boneka,F。(2008)。Abdopus Aculeatus(D'Orbigny 1834)(Cephalopoda:Octopodidae)的交配行为在野外。海洋生物学,154(2),353-362。https://doi.org/10.1007/s00227-008-0930-2