神经科学“揭秘”电鲨放电原理

本报北京6月5日电(记者张)英国《自然》杂志近日发表的一篇神经科学论文称，美国科学家团队发现了负责检测鲨鱼和鳐电信号的细胞的独特生理特征。这些结果显示了感觉系统如何通过独特的分子和生物物理改变来适应动物的生活方式或生态位。

很长一段时间以来，人们都知道有一些特殊的鱼，如鲨鱼、鳐鱼和鳐鱼，它们有特殊的感应器官，可以发电，也可以感觉到电。它们属于古老的软骨脊椎动物，它们的电传感器官可以检测微弱的电场，并将这些信息传递给中枢神经系统。鲨鱼和鳐鱼使用相似的低阈值电压门控钙离子通道和不同的特殊调节的钾离子通道来调节这种活动，从而检测电信号。不同的是，鲨鱼利用这种能力捕猎，而鳐鱼利用这种能力相互交流。

然而，尚不清楚这些电信号是如何被细胞检测到的。换句话说，这些生物电细胞的良好工作机制仍然是一个谜。

有鉴于此，加州大学旧金山分校的研究员大卫·朱利叶斯和他的同事选择了网状猫鲨和刺猬白鳐作为实验对象，试图阐明这一功能的分子基础。研究小组的分析表明，网状猫鲨的诱导细胞表达专门的电压门控钾离子通道，该通道在小的和短期的电刺激下会发出大规模的重复性膜电流。相比之下，刺猬白射线利用钙激活的钾离子通道产生小的和可调的膜电压振荡，导致刺激依赖的囊泡释放。

这项研究促进人们理解分子如何参与生物电感知，这是一个长期存在的问题，或者有助于填补遗传学和生理学之间的空白。研究人员认为，这些独立的分子可以通过使用开关等阈值电感探测器来适应或促使鲨鱼捕食，而射线则具有精确的电子通讯功能。