科学家首次对观看猎物的鱼类的大脑活动进行了成像。
实时观察神经信号为了解大脑如何感知外部世界提供了重要的窗口。在这项新的研究中，研究人员开发了一种方法，使用灵敏的荧光标记来追踪斑马鱼幼虫大脑中的这些信号。
哈佛大学分子和细胞生物学家弗洛里安·恩格特（Florian Engert）对LiveScience表示：“这是一项突破。”他没有参与这项研究。“没有人能够以如此好的分辨率，在自由游动的斑马鱼幼虫中，用荧光显微镜观察神经元活动。”
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透明的头部
斑马鱼被广泛用于研究脊椎动物的遗传学和发育。它们的幼虫是神经影像学的理想选择，因为它们具有半透明的头部，科学家可以真正地窥视它们的大脑。
为了观察这些鱼脑中实际发生的情况，研究人员开发了一种基因工程蛋白质，称为GCaMP7a，当神经元或脑细胞放电时，它会在荧光显微镜下发光。培育转基因斑马鱼以在称为视顶盖的脑区表达这种蛋白质，该区域控制动物看到环境中移动的物体时眼睛的运动。
在一项实验中，科学家对转基因鱼幼虫的大脑进行了成像，当时它观看屏幕上的一个点闪烁或来回移动。在显微镜下，信号在鱼脑中闪烁，反映了点的运动。[观看鱼脑的视频。]
接下来，将活的草履虫（斑马鱼的猎物）放在固定不动的鱼的视线范围内。再次，可以看到神经信号在鱼脑中快速移动，追踪草履虫的运动。然而，当草履虫静止不动时，没有检测到信号。
最后，将草履虫放在一个培养皿中，里面有一条可以自由游动、捕猎猎物的斑马鱼幼虫。研究人员绘制了鱼的大脑活动图，因为它锁定草履虫并向其游去。
理解大脑行为
研究人员在今天的《当代生物学》杂志在线报告中称，这种新方法将提高科学家对参与捕食行为的脑回路的理解。该系统也可用于对其他脑区进行成像，使科学家能够观察参与行为和运动的神经元。
此前，科学家们已经能够对斑马鱼的单细胞大脑活动进行成像，但这项研究是首次在自由游动的鱼类感知自然物体时进行成像。“研究斑马鱼的技术发展迅速，”神经科学家约瑟夫·费乔（Joseph Fetcho）在给LiveScience的电子邮件中说道。费乔做了一些早期的成像工作，但没有参与这项新研究。
费乔说，越接近揭示自由行为动物的神经元活动模式，这些模式就越有可能代表驱动自然行为的模式。
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