神经行为学先驱Masashi Kawasaki(1955-2025)：探索蝙蝠回声定位与鱼类电行为神经机制的科学家

这篇讣告纪念了神经行为学领域杰出学者Masashi Kawasaki教授（1955-2025），他通过创新电生理技术揭示了蝙蝠回声定位的神经编码机制，并在弱电鱼类中首次发现单神经元水平1微秒的超高时间敏感性。其关于前起搏器核(prepacemaker nucleus)控制电信号通讯的研究为动物行为神经基础研究树立了里程碑，培养的众多学生延续了他对自然奥秘的探索热情。

　　

在动物行为与神经机制的研究领域，如何破译复杂行为背后的神经编码原理始终是重大挑战。20世纪后期，随着诺贝尔奖授予行为学先驱Konrad Lorenz等人，这门交叉学科迎来发展高潮。正是在这样的背景下，Masashi Kawasaki将毕生精力投入了两个经典模型：蝙蝠的回声定位系统和弱电鱼的电信号系统。

美国弗吉尼亚大学（University of Virginia）的研究团队通过跨物种比较研究，揭示了自然界中独立进化系统实现相似行为的神经机制差异。其发表在《Journal of Comparative Physiology A》的终篇论文证实，电鱼Apteronotus leptorhynchus电器官放电频率的性别二态性源于起搏器核(pacemaker nucleus)神经元对细胞外钾离子浓度(K⁺)的差异响应。这项研究为理解神经振荡的离子调控机制提供了新视角。

关键技术包括：1）建立离体起搏器核电生理记录系统；2）通过灌流液精确调控细胞外K⁺浓度；3）同步记录神经集群振荡频率变化；4）结合前期发现的星形胶质细胞形态性别差异进行机制阐释。

神经行为学奠基性工作

在Nobuo Suga实验室期间，Kawasaki首次在主动发声的蝙蝠中证实，听觉皮层神经元对谐波组合和时间延迟的调谐特性与合成声刺激结果一致。通过将实验平台悬于窗外消除回声干扰，解决了活体实验的关键技术难题。

电鱼通讯的神经解码

与Walter Heiligenberg合作发现，电鱼前起搏器核(prepacemaker nucleus)不同亚核通过谷氨酸受体介导多种电通讯信号。更突破性的是，其团队记录到单个"符号选择神经元"(sign-selective neurons)对1微秒时间差的敏感性——这是当时已知的最高单细胞时间分辨率。

干扰回避反应的进化启示

比较非洲裸臀鱼(Gymnarchus niloticus)与南美刀鱼(Eigenmannia)发现，虽然两者独立进化出相似的干扰回避反应(JAR)，但时间比较的神经回路分别位于后脑与中脑。这种"殊途同归"现象为行为进化研究提供了范例。

终篇研究的理论突破

最后与Günther K.H. Zupanc的合作证实，电鱼起搏器核振荡频率受细胞外K⁺浓度直接影响。该发现完善了"星形胶质细胞-钾缓冲-性别二态性"的理论框架，为神经振荡的频率调控提供了离子层面的解释。

这项持续35年的研究历程不仅建立了关键动物模型的行为-神经关联，更通过Kawasaki独创的简易技术（如用手机声波发生器匹配电鱼放电频率）展现了跨学科研究的精髓。其发现对理解感觉运动整合、神经计算进化乃至人类神经疾病（如癫痫样放电）的调控机制均有深远启示。