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科學家發現微型黃蜂大腦中存在發條式結構

微型黃蜂大腦中存在發條式結構

在粉虱寄生蟲的528個測定的軸突中有三分之一的直徑不足0.1微米,比人類的軸突更窄

  一種小黃蜂的腦細胞非常微小,物理學預言它們一點用處也沒用。這些微型的神經元或許存在細微的改變,或者它們的工作方式可能與其它所有已知的神經元完全不同。這種溫室粉虱寄生蟲只有半毫米長,它寄生在粉虱的幼蟲中,因此一直以來它都被用作一種天然的害蟲控制器。

  為了了解它的神經元如何適應微型化,德國哥廷根大學的萊茵霍爾德-哈斯特用一臺電子顯微鏡檢查了這種昆蟲的大腦。在神經元間傳遞信息的軸突驚人的纖細。在528個測定的軸突中有三分之一的直徑不足0.1微米,比人類的軸突更窄,最小的軸突只有0.045微米。

  那非常讓人驚奇,因為根據劍橋大學的西蒙-拉夫林和他同事們的分析,細于0.1微米的軸突應當沒有任何作用。軸突以動作電位的腦電波形式攜帶信息,當一種化學信號導致細胞外膜上出現大量的通道來打開并允許正電荷離子進入軸突時就會產生這種動作電位。

  拉夫林說到,在任何時候這些通道中都會有一些會自發打開,但是參與的數量并不足以引發動作電位,除非軸突非常細小。如果只有一個通道自然打開,細于0.1微米的軸突就會產生動作電位。

  拉夫特說到:“那就使軸突非常的嘈雜,任何合理的動作電位都會被淹沒。”哈斯特認為一個神經元或許通過動作電位放電來逃避這一問題,但是拉夫林對此持懷疑態度,他說到:“它們需要一直不斷的猛烈放電,而且每個動作電位都耗費能量。”

  神經元或許一點也不會為傳統的動作電位擔憂。拉夫林說到:“它們能夠依靠機械發送信號。”微型軸突或許每個都有一個長長的剛性桿延伸到中心。拉動剛性桿就能夠產生一種物質觸發而非電信號觸發來釋放一種化學物質將信號傳遞到臨近的神經元。拉夫林說到,在大型動物中這就有點太慢了,但是在溫室粉虱寄生蟲的細小身體中,一種“發條裝置”式的大腦或許是最好的方式。(新華網)

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