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毛茸茸哺乳動物為何會甩乾?「狗狗甩水」背後的神經科學

毛茸茸的哺乳動物在背上沾上東西時,會本能地進行「狗狗甩水」。你一定見過狗狗甩掉水滴的搞笑模樣,但這種甩動其實有重要的生理作用,它們能藉此擺脫身上可能引起不適或損傷的異物。而這項行為背後的神經機制,直到現在才逐漸被解開。

研究發現,這種行為涉及一種叫做「C纖維低閾值機械感受器」(C-LTMRs)的神經受體,以及Piezo2蛋白。老鼠也是會「甩乾」的物種之一,因此科學家選擇老鼠作為研究對象,來探討這個行為的神經基礎。他們透過光遺傳學技術,用光來激活老鼠的特定神經,甚至在沒有油滴的情況下也能誘發「狗狗甩水」行為。而當他們破壞了C-LTMRs後,老鼠的甩動行為也大幅減少。

一時抓癢一時爽

圖片展示了刺激不同類型的神經元對小鼠「狗狗甩水」行為的影響。結果顯示,只有C-LTMR神經元的刺激能顯著引發搖晃,尤其在頸部刺激時效果最明顯。(圖/《科學》)

C-LTMRs主要分布於哺乳動物的毛囊中,通常與愉快的觸感有關(這也是為什麼我們撫摸毛孩時牠們那麼享受)。然而,當背上有黏著物時,這些受體也會發揮功能,向脊髓和腦幹傳遞訊號。當研究人員抑制了這些神經元的訊號傳遞後,不管是光遺傳學還是油滴刺激,老鼠都無法再進行「狗狗甩水」了。

這個神經路徑或許也與人類的「癢感」有關。研究的第一作者張大為(暫譯,英文名: Dawei Zhang)表示,1939年,科學家Zotterman在貓身上首次發現C-LTMRs,並觀察到它們在刺激停止後仍然會持續反應,這與人類的癢感很相似,因此推測C-LTMRs與癢感有關。在這次實驗中,研究人員也發現老鼠在「狗狗甩水」的同時,常伴隨抓癢行為;當破壞C-LTMRs後,抓癢行為也減少了。

未來,研究團隊希望探索為什麼有些動物不會進行這種甩乾動作,這可能涉及感覺、運動或其他神經系統的差異。這項研究已發表於《科學》期刊。

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首圖來源:Liudmila Bohush / Shutterstock.com (CC BY 4.0)

圖片來源:Science (CC BY 4.0

參考論文:
C-LTMRs evoke wet dog shakes via the spinoparabrachial pathwayScience

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