好書推薦！《動(dòng)物行為實(shí)驗(yàn)指南》電子版pdf，網(wǎng)盤發(fā)貨

《動(dòng)物行為實(shí)驗(yàn)指南》共674頁，涵蓋了常見的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，如小鼠、大鼠和斑馬魚，詳細(xì)描述了每一種行為測(cè)試的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、測(cè)試設(shè)備、實(shí)驗(yàn)流程、評(píng)估指標(biāo)、預(yù)期結(jié)果、常見問題及解決方法、數(shù)據(jù)分析、模型應(yīng)用與局限性等各個(gè)方面。它通過快速引導(dǎo)，幫助研究人員高效地掌握實(shí)驗(yàn)的每個(gè)階段，減少了查閱文獻(xiàn)和尋找方法的時(shí)間，成為各類科研人員的重要參考資料。 《動(dòng)物行為實(shí)驗(yàn)指南》共計(jì)收錄了16種動(dòng)物行為類型，包括焦慮抑郁、學(xué)習(xí)記憶、痛覺、運(yùn)動(dòng)、恐懼、社交、癲癇、操作、成癮、視覺、癢覺、味覺、嗅覺、睡眠、斑馬魚行為以及常見動(dòng)物模型等內(nèi)容。每一類動(dòng)物行為下，都詳細(xì)介紹了多個(gè)經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)范式，涵蓋了超過100種實(shí)驗(yàn)方法。 www.behaviewer.com

裸蓋菇素（又稱賽洛西賓）是一種具有快速且持久抗焦慮和抗抑郁潛力的致幻藥物，已被發(fā)現(xiàn)可有效改善多種以行為僵化為特征的神經(jīng)精神疾病。

基于此，2025年5月26日，美國賓夕法尼亞大學(xué)Gregory Corder研究團(tuán)隊(duì)在nature neuroscience發(fā)表了“Psilocybin-enhanced fear extinction linked to bidirectional modulation of cortical ensembles”，揭示了裸蓋菇素增強(qiáng)的恐懼消退與大腦皮層神經(jīng)群體的雙向調(diào)節(jié)相關(guān)。

研究表明，單次給予裸蓋菇素可通過調(diào)控小鼠壓后皮層中神經(jīng)元集群的動(dòng)態(tài)活動(dòng)，顯著增強(qiáng)恐懼消退能力；具體表現(xiàn)為抑制恐懼激活神經(jīng)元、招募更多消退激活神經(jīng)元，并改變皮層神經(jīng)元集群的更新模式。結(jié)合縱向鈣成像與計(jì)算模型分析進(jìn)一步證實(shí)，這種神經(jīng)活動(dòng)的變化與行為靈活性的提升密切相關(guān)。綜上，裸蓋菇素通過重塑關(guān)鍵腦區(qū)的神經(jīng)表征，促進(jìn)適應(yīng)性行為的轉(zhuǎn)換，為理解其在精神疾病治療中的神經(jīng)機(jī)制提供了重要依據(jù)。

圖一 裸蓋菇素在低僵直行為小鼠亞群中增強(qiáng)了痕跡恐懼消退

小鼠接受了為期5天的痕跡型條件恐懼行為范式，包括1天適應(yīng)、1天學(xué)習(xí)和3天消退階段。一部分小鼠在第一次消退前30分鐘注射了裸蓋菇素，另一部分注射了生理鹽水。所有小鼠均成功建立恐懼記憶，并在后續(xù)表現(xiàn)出顯著的僵直反應(yīng)。總體上，裸蓋菇素對(duì)恐懼消退沒有明顯平均效應(yīng)，但兩組小鼠的僵直行為呈現(xiàn)出明顯的分布差異。通過高斯混合模型分析，研究人員將小鼠分為高僵直和低僵直兩個(gè)亞群。結(jié)果顯示，接受裸蓋菇素處理的小鼠中有43%屬于低僵直組，而生理鹽水組為40%。在第3天的早期消退階段，特別是痕跡期，裸蓋菇素處理的低僵直小鼠僵直時(shí)間顯著少于生理鹽水組，表明該藥物在部分小鼠中增強(qiáng)了恐懼消退能力。為了探索其神經(jīng)機(jī)制，研究人員在RSC進(jìn)行了縱向單細(xì)胞鈣成像記錄。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)元識(shí)別具有高度穩(wěn)定性。每天監(jiān)測(cè)對(duì)聲音、痕跡期、電擊以及聲+跡組合刺激有反應(yīng)的神經(jīng)元比例，發(fā)現(xiàn)對(duì)這些刺激有反應(yīng)的神經(jīng)元比例在不同階段有所變化，在學(xué)習(xí)階段對(duì)電擊有反應(yīng)的神經(jīng)元比例最高。從消退1到消退2階段，各組中小鼠對(duì)痕跡期和電擊遺漏期的神經(jīng)元響應(yīng)增強(qiáng)，提示大腦對(duì)預(yù)期刺激及其缺失的響應(yīng)性在消退過程中提高。此外，聲音和痕跡期響應(yīng)神經(jīng)元的更替率較高，多數(shù)僅在一天內(nèi)保持響應(yīng)性。分析還顯示，在生理鹽水組中，早期聲音響應(yīng)神經(jīng)元預(yù)測(cè)持續(xù)恐懼記憶，中期響應(yīng)則預(yù)測(cè)未來消退；而在裸蓋菇素組中，這種相關(guān)性在早期被打破，但在后期恢復(fù)，提示藥物短暫干擾了任務(wù)相關(guān)的線索反應(yīng)性。在消退晚期，抑制性和激活性的神經(jīng)元活動(dòng)與僵直行為呈現(xiàn)特定的相關(guān)模式，提示RSC參與調(diào)控預(yù)期刺激的編碼。在裸蓋菇素處理的小鼠中，新招募和被抑制的神經(jīng)元比例與僵直行為密切相關(guān)，表明線索反應(yīng)的快速重塑可能與其促進(jìn)恐懼消退的作用有關(guān)。研究結(jié)果提示，裸蓋菇素通過調(diào)節(jié)RSC神經(jīng)元群體的動(dòng)態(tài)活動(dòng)，增強(qiáng)行為靈活性，特別是在低僵直行為小鼠中表現(xiàn)出顯著的行為改善。

圖二 裸蓋菇素改變了僵直行為的動(dòng)力學(xué)和編碼

在每次實(shí)驗(yàn)中，RSC包含了許多編碼僵直行為的神經(jīng)元。在獲得階段，單個(gè)神經(jīng)元對(duì)僵直行為的平均編碼能力以及參與編碼僵直行為的神經(jīng)元比例均有所增加，這表明RSC神經(jīng)元更傾向于編碼急性恐懼相關(guān)的僵直反應(yīng)。在行為層面，裸蓋菇素在消退第一階段顯著增加了僵直行為的次數(shù)，同時(shí)減少了每次僵直的持續(xù)時(shí)間，說明其在維持持續(xù)性僵直行為方面的能力受損。關(guān)鍵的是，在曠場(chǎng)測(cè)試中，比較注射裸蓋菇素前后小鼠的靜止行為時(shí)并未觀察到這一效應(yīng)，這表明這種影響可能特異性地作用于與恐懼回憶相關(guān)的僵直行為。在第三次消退階段，接受裸蓋菇素處理且僵直水平較低的小鼠表現(xiàn)出顯著少于對(duì)照組的僵直行為次數(shù)。在非縱向配準(zhǔn)神經(jīng)元中，從僵直狀態(tài)到運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、以及從運(yùn)動(dòng)狀態(tài)到僵直狀態(tài)的轉(zhuǎn)換被RSC活動(dòng)的前三個(gè)主成分穩(wěn)健地編碼。僵直運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)僵直軌跡之間的平均歐氏距離在該時(shí)間窗口內(nèi)趨于穩(wěn)定。然而，在低僵直水平的生理鹽水處理小鼠中，這種距離在第一次消退階段達(dá)到最大。在第三次消退階段，與高僵直水平的小鼠相比，低僵直水平的裸蓋菇素處理小鼠表現(xiàn)出更強(qiáng)的群體編碼能力，并且這種編碼能力可以預(yù)測(cè)裸蓋菇素處理小鼠的僵直水平。在曠場(chǎng)對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，未觀察到1 mg/kg劑量的裸蓋菇素對(duì)運(yùn)動(dòng)編碼的急性影響。因此，雖然在快速消退的小鼠中，RSC在第一次消退階段對(duì)僵直行為的神經(jīng)可辨別性增強(qiáng)，但裸蓋菇素會(huì)急性抑制這種神經(jīng)可辨別性，并在48小時(shí)后在低僵直水平小鼠中出現(xiàn)反彈現(xiàn)象。

圖三 裸蓋菇素對(duì)特定神經(jīng)元群體的長期神經(jīng)調(diào)控效應(yīng)

在生理鹽水處理的小鼠中， Acq（獲得階段）主導(dǎo)的活動(dòng)在整個(gè)消退階段都維持在類似獲得階段的水平，無論其僵直水平如何，這種現(xiàn)象僅出現(xiàn)在接受TFC訓(xùn)練的小鼠中，表明該神經(jīng)群體可能是恐懼記憶在消退過程中持續(xù)存在的神經(jīng)基礎(chǔ)。相比之下，裸蓋菇素在僵直水平較低的小鼠中持續(xù)地抑制了Acq主導(dǎo)的神經(jīng)群體，在僵直水平較高的小鼠中則僅表現(xiàn)出較弱的抑制作用。Ext1（消退第一階段）主導(dǎo)的神經(jīng)群體在整個(gè)消退過程中被增強(qiáng)，尤其在低僵直水平的生理鹽水處理小鼠中最為顯著。而Ext3（消退第三階段）主導(dǎo)的神經(jīng)群體則主要在低僵直水平的生理鹽水和裸蓋菇素處理小鼠中被大量招募，這表明這種招募是RSC中有效恐懼消退的核心特征，與處理方式無關(guān)。值得注意的是，在生理鹽水組中，Ext3主導(dǎo)群體的招募程度高于非電擊對(duì)照組，說明RSC神經(jīng)群體活動(dòng)的增強(qiáng)是恐懼消退的一個(gè)標(biāo)志。在低僵直水平的裸蓋菇素處理小鼠中，Ext3特異性激活（37%）以及Ext1/Ext3共激活的神經(jīng)元驅(qū)動(dòng)了神經(jīng)可塑性變化，而在生理鹽水組中，則主要是Ext3特異性激活和Acq/Ext1/Ext3共激活的神經(jīng)元起作用，這表明裸蓋菇素改變了RSC在恐懼消退過程中對(duì)特定神經(jīng)群體的依賴。研究進(jìn)一步將第三次消退后期追蹤期中的僵直百分比與第一次消退中Acq主導(dǎo)群體的變化以及第三次消退中Ext3主導(dǎo)群體的活動(dòng)進(jìn)行回歸分析，發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)變量在裸蓋菇素處理小鼠中相反地預(yù)測(cè)了僵直行為，但在生理鹽水組中未見此現(xiàn)象。綜上所述，盡管RSC通常在恐懼消退過程中表現(xiàn)為一連串興奮性活動(dòng)并在不同實(shí)驗(yàn)階段招募不同的消退活躍神經(jīng)群體，但裸蓋菇素通過急性激活對(duì)恐懼相關(guān)神經(jīng)元產(chǎn)生持久抑制，同時(shí)穩(wěn)定消退相關(guān)神經(jīng)群體的活動(dòng)，從而促進(jìn)更明顯的恐懼消退。

圖四 裸蓋菇素急性抑制Acq主導(dǎo)神經(jīng)元，揭示Ext3主導(dǎo)神經(jīng)群體的持續(xù)招募并增強(qiáng)恐懼消退

裸蓋菇素在低僵直水平的小鼠中增強(qiáng)了恐懼消退，這一效果發(fā)生在藥物急性減少僵直行為之后。在高僵直水平小鼠中，與恐懼相關(guān)的Acq主導(dǎo)神經(jīng)群體在整個(gè)消退過程中持續(xù)存在，而在消退后期僅表現(xiàn)出較弱的與消退相關(guān)的Ext3主導(dǎo)神經(jīng)群體招募。在低僵直水平的生理鹽水處理小鼠中，Ext3消退神經(jīng)群體在后期被強(qiáng)烈激活，但仍然被持續(xù)存在的恐懼神經(jīng)群體所掩蓋。相比之下，在低僵直水平的裸蓋菇素處理小鼠中，恐懼神經(jīng)群體被急性且持久地抑制，使得消退神經(jīng)群體得以在早期逐步顯現(xiàn)并持續(xù)增強(qiáng)，表明裸蓋菇素通過抑制恐懼相關(guān)神經(jīng)活動(dòng)，促進(jìn)了更有效和持久的恐懼消退。該計(jì)算模型表明，裸蓋菇素可能通過抑制RSC中與恐懼記憶相關(guān)的神經(jīng)節(jié)點(diǎn)釋放被其壓制的其他神經(jīng)元群體，從而促進(jìn)新的適應(yīng)性神經(jīng)表征的形成，有助于增強(qiáng)恐懼消退效果。

總結(jié)

裸蓋菇素通過雙向調(diào)控皮層神經(jīng)元集群，抑制恐懼記憶相關(guān)回路、激活消退相關(guān)回路，從而有效促進(jìn)恐懼消退，揭示其在精神疾病治療中的潛在神經(jīng)機(jī)制。未來的研究將探討裸蓋菇素在細(xì)胞和環(huán)路水平上的作用如何最終導(dǎo)致這些神經(jīng)動(dòng)態(tài)變化，并建立特定神經(jīng)群體變化與行為改善之間的因果關(guān)系。

文章來源

https://doi.org/10.1038/s41593025019649