【Journal Club筆記】斑馬魚的腦筋急轉彎，失蹤的鄰居與熟悉的陌生人

更新於 2024/09/20發佈於 2021/09/21閱讀時間約 3 分鐘

我的朋友們都去哪了？

接下來要說的這件怪事，請各位一定要相信我。

昨天，我跟鄰居聊到一半，原本一切正常，但奇怪的事發生了！他們慢慢得變透明，然後消失不見，留下驚慌的我。放眼望去，原本熱鬧的小鎮，竟然也已杳無人煙。更奇怪的是，過幾天又突然恢復榮景，熟面孔再度出現，卻讓我覺得很陌生。

經歷這段詭異經歷後，油然而生的想法：「我會不會是下一個消失的神經肽？」

成群與獨行，改變腦袋的社群力量

　　相信大部分的人都看過皮克斯的腦筋急轉彎？面對瞬息萬變的環境，大腦裡的各種機制會做出相應改變，去年發表於《Nature》的論文提到，斑馬魚腦裡的神經肽( neuropeptide ) Pth2 的表現量會因接觸同伴而提高，而在孤身一魚時降低，尤其在幼魚階段，改變發生的速度非常之快。

Pth2的表現量會因群養或獨居而變 / Lukas Anneser et al., 2020

　　神經肽是一種神經傳遞物質，像公文一樣在專責單位間遞送，負責建立神經元間的溝通橋樑，不過這邊的行政效率絕對快上許多。上面除了c圖外，上下的紫色線分別表示單獨（下）、群養（上）的Pth2表現量，延伸出的範圍是標準差。以此為標準，比較隔離後進入群養環境 (a)，和從群體突然被隔離 (b) 的差異程度，發現幼魚（Larvae）在兩種情況下，都能很快的表現出高統計顯著性（*越多差別越大），不過再長大一點，到稚魚（Juveniles, c圖）階段，就需要更長時間才有差異，而到成年（Adults, d圖）時，實驗則會操作一週才會出現明顯的差異性。

成魚Pth2的表現量 / Lukas Anneser et al., 2020

Ok! Ok!雖然住在斑馬魚大腦裡的設定有點奇葩，這樣我就懂了，所以是那群人做的對吧？就是他們讓這隻斑馬魚一下單獨飼養，一下群養，所以鄰居們才會這樣突然不見，又突然出現一堆新人。

唉！你給我小心一點，看那邊不是有你的同伴嗎？你不是孤單一人啦！
阿......可惡，竟然連我也要消失了.....。

70赫茲的斑馬魚，誰才是我的同伴？

　　知道群養跟單獨飼養會影響Pth2表達後，接下來的問題是牠們怎麼判斷同伴在不在身邊？可能的方法有三種，分別是嗅覺、視覺跟觸覺，結果發現有影響的是觸覺，而且飼養密度越高會有更多的表現量。

　　世界上最孤獨的鯨魚「52赫茲」，因為發出的聲音頻率範圍與其他鯨魚不同，剛開始被發現時，媒體以他獨特的聲音為由，冠上了孤獨的稱號，然而以科學家的觀點來看，就算他的聲音很獨特，還是可以被聽到的。不過，對斑馬魚來說就不是這樣了，一般幼魚尾巴擺動的頻率約落在60-70Hz，不在這個頻率範圍內的振動，斑馬魚都不會認為同伴在身邊。

什麼機制調控Pth2？ / Lukas Anneser et al., 2020

　　畢竟觸覺也不是隨便碰就有反應的，從上圖c中可見，不管豐年蝦（Artemia）的密度多高，Pth2的表現量仍然很低，因為牠們的振動頻率和斑馬魚不同。不過，另外以壓電執行器（piezo actuator）在水裡製造70Hz的振動，由上圖d的數據可見，如果只是固定輸出的振動，魚也不會有反應，但隨機的振動就能騙過斑馬魚，讓牠以為旁邊有同伴存在，作者認為這樣的差異來源於振動久了斑馬魚會習慣，我是認為同伴不會一直游泳吧？

　　從這篇論文，可以知道社會環境會調控神經肽，表現出行為跟生理的可塑性，除此之外，因應觸覺刺激做出反應的機制在其他物種上也有發現，經過越來越多的研究，相信我們會更了解環境怎麼影響大腦，大腦又是怎麼做出反應。