消除信号提示控制脊椎生殖行为
动物,包括人,生活在多感知世界中,使用多感知渠道在关键行为状态下通信外部多感知或多模式信号包括:视觉化感知器(口味和口味)、听音器(声音)、触摸器(触摸器)和机制化信号(例如压力或振荡信号)。信号传递发送者状态的关键信息,并必须同接收者内部生理状态相融合,以便转化成适应行为,例如那些参与求偶复制者
LSU有问题
Maruska博士团队使用非洲鱼Astatilapiaburtoni研究模型鱼为这项工作提供极佳模型,因为他们最大和最多样化的脊椎动物群,他们有清晰描述的社会行为并很容易在实验期间操作可用性模型为学习基本神经元和感官函数提供了机会,并研究这些函数与比较进化环境近端行为机制的关系
<>
具体地说,小组研究cichlid脑处理单式和多式感知信息的方式,感知系统对行为的贡献方式,cichlid内部荷尔蒙或营养状态自然波动可如何影响神经功能和行为结果团队使用综合方法,包括荷尔蒙解析、录音录制、高级显微镜检查、脑录制、分子技术与行为分析
教科书讨论复制期间通信相对神经控制基本不存在
交配或不交配
生化过程期间,支配性雄螺旋鱼染色并执行求偶行为,诱使雌性进入它们的领地产卵受性化(gravid)母鸡进区产卵并立即从口中取出继而雄性向雌性倾斜 导致她吞下鸡蛋插片 看上去与雌性鸡蛋非常相似这种行为刺激雄性释放精子,然后施肥母性口中已经存在的鸡蛋受精鸡蛋再在母嘴内(口腔浸泡)养殖,青年约两周后放行
雌性如何使用雄性求偶信号?换句话说 母性如何判断 是否和某个雄性交配这些问题位于Maruska博士工作中心
视觉信号作用如颜色和雄性曲折cichlid交配研究者无法单靠视觉通信解释cichlids多样性求偶期间,女性cichlids接触支配性雄性各种刺激物,包括颜色、运动、声音和化学物,直到几年前,其他感知渠道的作用,例如监听系统几乎未探索Maruska博士及其团队在这方面取得了重大进展。
<>
声学cichlid复制
Maruska博士后学士斯坦福大学使用录音分析显示男性cichli母性重力时对这些声音敏感度更高,这与初级雌性激素埃斯特拉多增加值同时并发,并增加神经元水平产生数大听力处理和决策区estradol(aromatase)行为实验显示,重母对雄性求偶声音的吸引力大于异性噪声,突显声提示对母性选择的重要性
这项工作首次证明声波通信的重要性,这是cichlid复制期间多式信号重编的一部分测试还显示,视接收者内部生理状态而定,对声学信息变化的感知(即接收者内部生理状态)母荷尔蒙状态
化学信号作用cichlid社会交互
Maruska博士的研究还显示,主流雄性cichlids调整尿分解方式,既包括生殖环境也包括局部环境,这表明尿可能是一个重要的社会信号雄性快速发布尿液时,视觉接触重力雌性, 视觉信号和化学信号加在一起导致求偶行为比视觉提示多十倍
连同声学通信工作,这些发现进一步突出非视觉感知模式在生殖行为中的作用值得注意的是,当雄性同时以视觉和化学方式接触其他鱼时,生殖和局部行为得到了增强,而光是视觉接触则得到增强,显示多式信号调节行为的力量实验中一位博士生KarenField最近做的工作显示,女性还使用化学信号,当众雄性和口交雌性(一种攻击信号),这与高度节制社会决策区激活同时并发群中高级研究助手Alexandre Nikonov博士 也在记录这些脑区域单神经元 以确定女性释放的化学信息 如何处理雄性脑结合先前的工作,这些发现说明单鱼种两性间真实化学通信并显示以性攻击性社会行为调和雌性神经基质(即脑部部分)
映射脑对多式刺激的反应
Maruska博士以先前成绩为基础,现在带领她的团队(PhD学生TeishaKing和数名本科生)执行远大国家科学基金会资助的项目,该项目将使用行为分析、手机分析与分子分析来进一步说明多式信号如何表现于女性cichlid脑中,并将其作为所有脊椎动物的模型具体地说,该项目旨在识别神经基点,即基于接收多式信号的调节行为决策,以及神经激活模式是否受女性生殖状态影响
初步发现发现女性接触求偶男性和其他女性之间脑激活的清晰差异,使该组识别大脑中接收和处理这些信号的部分
这项工作是及时的,将改变我们当前对感官输入方式、生殖状态和行为电路在脊椎脑中交互作用的理解
这可能意味着社会
Maruska博士的工作显示,cichlid鱼的通信是双性多式非冗余性,即每个感知信道(视觉、声波或化武)传递清晰信息工作还发现当视觉和声学或视觉和化学同时传递信息时,视觉信息占主导地位由博士生Julie Butler牵头的一个项目“人工噪声(人类噪声)会如何影响鱼行为、生理学和感知能力”。这项工作可能影响我们如何考虑环境噪声、城市化和气候变化对鱼类和其他脊椎动物繁殖生存的影响
女性cichlids口腔复习器,她们必须能够快速改变生殖周期期间的进食行为开始沉浸后, 快速停止进食保护正在成长的青年, 和一旦年轻人被释放后, 恢复进食恢复能量是什么控制这些开关 脑控制雌性食欲的精度Maruska博士团队当前由NSF出资的另一个焦点(与Reed学院Suzy Renn博士协作),答案甚至提高我们对人类饮食失序的理解
Maruska博士研究的长期目标是收集全图,说明物种使用多感知系统在多向性环境中如何通信,以及感知处理和行为如何受动物内部生理学影响,如荷尔蒙水平、生殖状态或社会地位所有动物都生活在多感知世界中,以多感知通道发送和接收信息,然而许多前期研究一次只检查单感知模式多感知信号和输入衡算更好地代表动物自然世界,提供新的有意义的数据说明动物如何使用这些信息行为决策解析所有过程将如何显著提高我们对脊椎脑规范社会行为的理解,并有可能与其他研究学科相重叠,如心理学、进化学和认知神经科学
Q&A
为何你专门选择非洲西里德鱼做模型生物研究
ibjectiveflication行为对我们感官工作来说,重要的是 在不同行为环境使用多感知通信相对容易置入不同类型的社会环境,以检验行为神经和生理关联性多家不同研究实验室提供了很多有关此物种的背景资料,使之成为行为神经科学中一个重要的新模式第二,它们有顺序基因组,使分子和基因研究成为可能,并有比较进化研究全动物行为向下向分子分析提供资源单项可实现社会行为和通信领域重大进步
迄今最大技术挑战是什么
最大挑战之一 感官行为实验 创建正确的实验条件 鱼行为正常 同时确保感官接触正确多实验研究后再决定适当的实验协议 以确保收集最有意义的数据另一项挑战在于解释鱼中的脑激活数据, 因为它们前脑开发与像哺乳类高脊椎动物开发不同这使得很难跨类讨论脑区域功能问题,但我们工作的一个目标也是在这一战线上取得进展。
受控实验环境所观察到的行为在多大程度上模仿这些鱼的现实状况
实验特意设计接近这些鱼在野外可能遇到的自然环境神经行为机制只在行为动物方面才有意义,所以重要的是尽可能保持实验变量接近生物相关性实验中总有一些限制 动物的生殖攻击行为相似 并在非洲坦噶尼喀湖自然栖息
有计划探索后天学对模型行为的影响吗
并可能有传基因机制 插进鱼行为生理学的许多方面斯坦福大学Fernald实验室 已经做了一些工作 遗传学在这个物种中,
这项研究对鱼养护实践有何关联?
工作感官通信与行为对鱼的保存、管理与养殖有重要影响举例说,环境变化与气候变化、城市化和污染相关联,可对鱼体感知和响应捕食者、捕食者及配方的能力产生有害影响,所有这些都对生存和物种持久性至关重要。基本理解鱼使用不同感知渠道通信生存是解释它们可能受环境扰动影响和可适应性的必要第一步这有助于基于研究的物种管理指南和水产养殖实践提高物种生存能力