一项新的研究表明，电突触帮助动物（包括线虫）过滤感官输入并做出适当的决策。研究人员发现，这些由INX-1蛋白介导的电突触连接特定的神经元，抑制无关信号并优先处理重要信号。这使得线虫能够有效地导航温度梯度，避免分心。而缺乏正常INX-1功能的线虫对微小温度变化过于敏感，干扰了它们选择适当行为的能力。
由于电突触存在于许多动物中，包括人类，因此这些发现可能提供关于大脑如何处理感官信息以进行决策的见解。这项研究强调了一个普遍的原则：精确的神经连接对于过滤感官输入和指导行为至关重要。
关键事实
- 神经过滤：电突触抑制弱信号，使线虫能够优先处理相关的感官输入，从而高效导航。
- INX-1的作用：由INX-1介导的电突触在AIY神经元中使线虫能够根据具体情境表现出适当的行为。
- 更广泛的含义：类似的机制可能调节其他动物（包括人类）的感官处理，影响决策和感知。
耶鲁大学和康涅狄格大学的研究人员在理解动物大脑如何做出决策方面取得了重大进展，揭示了电突触在“过滤”感官信息中的关键作用。这项发表在《细胞》杂志上的新研究表明，特定配置的电突触使动物能够在面对相似的感官输入时做出适当的选择。
动物的大脑不断受到视觉、声音、气味等感官信息的轰炸。科学家表示，要理解这些信息，需要一个复杂的过滤系统，专注于相关细节，使动物能够相应地行动。这种过滤系统不仅仅是屏蔽“噪音”，而是根据不同情况主动优先处理信息。专注于某些感官信息并部署特定情境下的行为被称为“动作选择”。
该研究集中在一种名为_C. elegans_的线虫上，它提供了理解动作选择神经机制的强大模型。_C. elegans_可以学会偏爱特定的温度；当处于温度梯度中时，它会使用简单但有效的策略来导航到其偏爱的温度。线虫首先沿温度梯度移动到其偏爱的温度（称为“梯度迁移”），一旦找到更喜欢的温度条件，它们就会跟踪该温度，使其保持在偏好的范围内（称为“等温跟踪”）。
线虫还能够在特定情境下执行这些行为，在远离偏爱温度时采用梯度迁移，在接近偏爱温度时采用等温跟踪。然而，它们是如何在正确的背景下执行正确的行为的呢？
在这项新研究中，研究人员调查了一种特定类型的神经细胞连接，称为电突触，不同于更广泛研究的化学突触。他们发现，这些由INX-1蛋白介导的电突触连接了一对负责控制线虫运动决策的神经元（AIY神经元）。
“改变这对细胞之间的电连接可以改变动物的选择行为，”耶鲁医学院神经科学和细胞生物学Dorys McConnell Duberg教授Daniel Colón-Ramos说，他是该研究的通讯作者。研究人员发现，这些电突触不仅传递信号，还充当“过滤器”。在具有正常INX-1功能的线虫中，电连接有效抑制了来自热感觉神经元的信号，使线虫能够忽略微小的温度变化，专注于温度梯度中的较大变化。这确保了线虫能够高效地穿过温度梯度，朝向其偏爱的温度移动，而不被无关信号分散注意力。
然而，在缺乏INX-1的线虫中，AIY神经元变得过于敏感，对微小的温度波动反应强烈。这种过度敏感使线虫对这些小信号作出反应，陷入不是它们偏爱的温度等温线上，从而影响它们穿越温度梯度到达偏爱温度的能力。
“这就像看到一只困惑的鸟在飞行时伸展它的腿，”Colón-Ramos说。“鸟类通常在着陆前伸展双腿，但如果在不恰当的情境下伸展双腿，会对它们的正常行为和目标产生不利影响。”
由于电突触存在于从线虫到人类的许多动物的神经系统中，因此这些发现的意义超出了线虫行为。科学家将能够利用这些信息来研究单个神经元之间的关系如何改变动物感知环境和对其作出反应的方式。虽然动作选择的具体细节可能会有所不同，但电突触在耦合神经元以改变对感官信息的响应方面的基本原理可能是广泛的。例如，在我们的视网膜中，一组称为“无长突细胞”的神经元使用类似的电突触配置来调节眼睛适应光线变化时的视觉敏感度。
突触配置是动物处理感官信息并作出反应的核心方式，新研究的结果表明，电突触配置在调节神经系统如何处理特定情境下的感官信息以指导动物的感知和行为方面起着关键作用。
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