日前，中國科學院動物研究所研究員張云峰團隊等，首次在分子、細胞及神經環路層面，系統揭示了小鼠如何通過敏銳的嗅覺系統判斷獵物的營養狀態，并做出精準捕食決策的神經編碼機制。在自然環境中，動物通常需要依賴氣味來評估食物的營養價值。為深入探索這一行為背后的神經基礎，研究團隊構建了一套模擬自然捕食的行為實驗系統，并以棉鈴蟲幼蟲為研究對象展開實驗。實驗顯示，無論處于空腹或飽腹狀態，小鼠均顯著傾向于捕食“已進食”的幼蟲，而這一行為高度依賴于其主嗅覺系統的完整功能。
研究團隊運用氣相色譜-質譜聯用技術，從幼蟲體表揮發物中，精準鑒定出兩種關鍵化學信號——在正常進食幼蟲體表含量較高的亞油酸（LA），和在饑餓幼蟲體表顯著富集的(Z)-9-二十三碳烯[(Z)-9-TE]。行為學實驗證實，LA對小鼠具有吸引作用，而[(Z)-9-TE]會引發回避反應，且兩種效應均呈現濃度依賴性。
進一步研究發現，起源于腹側被蓋區、投射至內側嗅結節（mOT）的多巴胺神經通路，是調控氣味偏好的核心樞紐。研究團隊通過化學遺傳學技術精準調控該通路活性，實現對小鼠行為選擇的雙向操控，即抑制通路會削弱小鼠對LA的偏好，而激活通路能讓小鼠轉而偏好原本回避的(Z)-9-TE。在細胞機制層面，研究團隊借助光纖記錄技術發現，mOT區的D1型和D2型多棘投射神經元，分別對LA和(Z)-9-TE表現出特異性反應。藥理學實驗證實，D1受體介導了對LA的趨近行為，而D2受體參與了對(Z)-9-TE的回避反應，二者形成了“蹺蹺板”式平衡調控機制。同時，LA和(Z)-9-TE誘發的表型在布氏田鼠和褐家鼠等野生嚙齒類動物中同樣存在，這提示了上述兩種化合物的生物學效應或具有跨物種的保守性。
這一研究首次從分子、細胞到神經環路層面，解鎖了小鼠依據氣味判斷獵物價值的“決策黑箱”，并為動物覓食決策行為提供了新見解。
相關研究成果以A midbrain-to-ventral-striatum dopaminergic pathway orchestrates odor-guided insect predation in mice為題，發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上。研究工作得到國家自然科學基金委員會、科學技術部、中國科學院等的支持。
論文鏈接
多巴胺信號通路調控小鼠覓食行為的“蹺蹺板”模型
本文鏈接：研究闡明小鼠精準捕食的嗅覺神經編碼機制http://www.hufazx.com/show-12-1900-0.html
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