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(yīng)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(xì)胞產(chǎn)生
神經(jīng)沖動
神經(jīng)沖動
,傳至末梢,釋放遞質(zhì)作用于突觸后膜上的 受體
受體
,最終誘發(fā)小鼠產(chǎn)生逃跑至遮蔽物中的防御行為,該過程的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是 反射弧
反射弧
。
(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),研究人員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,做出該推測的依據(jù)是 陰影刺激組在有陰影刺激時的VTA區(qū)GABA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)GABA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的VTA區(qū)GABA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)GABA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
。
(3)研究人員將光敏感的通道蛋白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。
當(dāng)藍光刺激光敏蛋白C時,會導(dǎo)致Na+內(nèi)流使所在神經(jīng)元興奮,當(dāng)黃光刺激光敏蛋白N時,會導(dǎo)致Cl-內(nèi)流使所在神經(jīng)元 抑制
抑制
。應(yīng)用此技術(shù)設(shè)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中選擇合適的選項填入表,將實驗組的實驗方案及相應(yīng)結(jié)果補充完整(請在答題卡上相應(yīng)位置填寫字母)。
分組 |
實驗動物 |
實驗條件 |
實驗結(jié)果 |
實驗組一 |
① B B |
黃光、② C C |
③ 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 |
④ F F 、⑤D D |
⑥ 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
(4)科研人員對單次上視野陰影刺激誘發(fā)本能恐懼反應(yīng)的小鼠展開進一步研究。對小鼠給予了連續(xù)性重復(fù)視覺危險刺激后,發(fā)現(xiàn)一部分小鼠逐漸“適應(yīng)”,其本能恐懼反應(yīng)被削弱;而另一部分小鼠則始終表現(xiàn)為“非適應(yīng)”行為,表現(xiàn)出逃跑反應(yīng)。針對上述“二態(tài)型”行為表征,請?zhí)岢鲆粋€可以進一步研究的問題。