找到蠕蟲社會性神經元 或可解開群居之謎

螞蟻、魚類、火烈鳥、馴鹿都成群活動。地球上居住著社會性生物，這是自然天成的。即使是低等的蠕蟲，也得益於群體生活。美國洛克菲勒大學的最新研究分析了一種模式蠕蟲的社會習性，找到了一種名為RMG的神經元，它「決定」了這些蠕蟲是合群還是獨處。

這項成果最近發表在《自然》雜誌上。洛克菲勒大學神經迴路和行為實驗室主任Cori Bargmann主持著這項研究，他說：「因為蠕蟲決定與同類共處的相關信息都匯聚在RMG里，並且在此作出決定，所以我們認為，這些RMG神經元構成了世界上最簡單的社會性大腦。

秀麗線蟲緊密的神經系統僅有302個神經元細胞，其中的一對神經元組成了這個世界上最簡單的社會性大腦。事實證明，即使是這麼簡單的大腦，也是相當複雜的。一大堆遺傳和環境因素都會影響線蟲的決策過程。RMG神經元是一個網狀感覺神經元中央集成中心，蠕蟲通過它分析周圍環境，例如是否找得到食物，空氣中氧氣含量的多少，也能分析其它已知影響群居行為的因素。只有當條件合適時，蠕蟲才會群居。Evan Macosko在Bargamnn實驗室攻讀M.D.-PhD, 他發現導致群居與其它蠕蟲的信息素有關。 RMG和一種信息素探測神經元ASK在產生社會行為的「軸輻式」神經迴路中扮演重要角色。

目前知道，多種生物因信息素而傾向於群居生活，從螞蟻、飛蛾等昆蟲，到草原野鼠等哺乳動物，甚至人類，無一例外。社會性動物秀麗線蟲通體透明，只有一毫米長，在這種動物中，也有著相同的現象。線蟲中雌雄同體較為常見，雄性卻很少，ASK神經元就參與了雌雄體對雄性性吸引過程，而Bargmann發現ASK可以感知信息素，ASK神經元在獨處的雌雄同體蠕蟲里相對活性較低，因為它們故意忽略或避免接觸信息素。但是，在社會性蠕蟲中，RMG放大了對信息素敏感的ASK神經元信號，導致蠕蟲相互接觸，最終提高了它們的社會性。

Bargamann說，輻軸式神經迴路在秀麗線蟲體內很罕見，但在繪製其中樞系統迴路圖時卻不可或缺，需要專門考慮。這種迴路中的神經元主要通過由細胞間隙連接的電突觸傳達信息，而不是通過更常見的化學突觸。他認為，軸輻式迴路是信息集成的部位，協調蠕蟲及其它生物的不同特異性行為。

RMG神經元是蠕蟲社會性大腦的中心，也是社會行為遺傳差異的關鍵。蠕蟲大腦中的一種受體基因的活性決定，雌雄同體的蠕蟲是否會更社會化、在照片中顯示聚集狀態，還是更喜歡獨居。NPR-1受體基因調節了RMG神經元的活性水平，於是在調整社會行為時，基因和環境協調一致，發揮相同的作用。

Bargmann也是霍華德?休斯醫學研究所的研究員，他表示：「只有在特定的環境中，具有特定的基因型，蠕蟲才能決定進行群居。事實上，群居只是一種調節性行為，具有選擇性，而非強制性。行為就是由基因、經驗和現狀在選擇中作出決定的過程。」

參考文獻：輻軸式神經迴路導致秀麗線蟲的信息素吸引和社會行為，《自然》，2009年 （環球科學編譯 copperoxygen）