细雨中牵着爱犬漫步,或者带着它们在夏天清凉的水面中嬉戏,当狗狗的毛发浸湿后,常见的情景就是它们开始抖动,甩掉身上的水。这一被许多主人所熟知的“湿狗抖动(wet dog shake)”现象,一直以来引发了科学界的广泛关注。最近,哈佛医学院的David Ginty教授及其研究团队发表了一项重要研究,揭示了这一行为背后的神经机制。
这项研究的结果发表于2024年11月8日的《Science》期刊,研究论文标题为“C-LTMRs evoke wet dog shakes via the spinoparabrachial pathway”。Ginty教授的团队利用最先进的技术,追踪从皮肤受体到达大脑中叫做“旁臂核(parabrachial nucleus)”的感觉信号。该研究发现,C-LTMRs(C纤维低阈机械感受受体)这一感觉神经元的激活,会引发狗狗的抖动反应。
尽管人类不会像狗狗那样进行抖水,但这种本能的反射动作在长毛的哺乳动物中却普遍存在。想象一下,如果你突然感觉到一只虫子在手臂上爬动,可能下意识地会抽动一下手臂,这正是类似于狗狗用抖动来甩掉多余水分的机制。
在实验中,Ginty的团队通过在小鼠的背部涂抹油滴来引发反应。这些小鼠经过基因改造,可以用光刺激或阻断特定神经元。Ginty表示:“在过去15到20年中,我们开发了多种遗传工具,使我们能够逐一研究与皮肤相关的感觉神经元,这为我们提供了强大的研究手段。”
皮肤中有约20种不同类型的感觉受体,而有12种能察觉不同类型的触摸反馈。触发“湿狗抖动”的信号则来源于围绕毛囊基部的C-LTMRs。这些受体对毛发最微小的移动或皮肤的轻微凹陷非常敏感。信号从C-LTMRs传导,经过脊髓,到达旁臂核。这一发现不仅加深了人们对哺乳动物基本行为的理解,更有助于我们探索脊髓内部的神经活动。
Ginty教授指出,尽管研究者已经识别了信号传递的路径,但仍有许多疑问尚待解答。例如,并不是所有的湿狗抖动反应都依赖于这一通路,或许还有其他尚未被发现的细胞类型。为何后背中上部的C-LTMRs能够引发抖动反应,也是一个令人迷惑的问题。也许这一部位是爪子无法触及到的地方,因此产生了额外的敏感性。
这项研究的起点颇为特别。在一次实验中,研究生Dawei Zhang意外观察到了小鼠在激活时抖动的反应,二人瞬间意识到这正是他们一直想弄清楚的湿狗抖动现象,随即决定深入研究。
Ginty总结说:“现在是一个激动人心的时刻,可以继续探索大脑与身体生理学(brain-body physiology),了解身体如何在大脑中体现,以及大脑如何控制身体的各个系统。我们即将上线的一些新工具,将帮助我们挖掘这些神经回路的奥秘。”
科学的进步令我们对许多反射行为的理解更加深入,同时也让我们重新审视与狗狗之间的关系。下次看到爱犬在水中畅游后摇摆身体时,我们或许能微笑着理解,原来在它们的背后,潜藏着如此复杂而奇妙的神经机制。返回搜狐,查看更多