秀丽隐杆线虫两性的全脑化学感受响应

《Current Biology》：Whole-brain chemosensory responses of both C. elegans sexes

　　

亮点

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全脑成像揭示了化学感觉神经反应的性别差异

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几乎所有化学感觉神经元对至少一种所测试的线索均呈双态性反应

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许多肠道（咽部）神经元呈双态性反应

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功能双态性与突触双态性相互独立且无相关性

摘要

性别二态性神经回路在塑造性别特异性动物行为方面发挥着关键作用。此前通过"突触连接组"——即突触连接性的电子显微镜重建——对这些回路中结构二态性的图谱进行了探索。然而，近年来的秀丽隐杆线虫（C. elegans）研究表明，突触连接组与动态神经活动之间几乎不存在相关性。因此，功能性神经活动中的性别二态性程度仍未知。为确定秀丽隐杆线虫中功能性性别二态性的程度，我们逐神经元地比较了两种性别头部所有神经元的活动。为广泛获取对不同感觉模式反应的概貌，我们测试了涵盖多种生态相关嗅觉、味觉和化学刺激，代表吸引性和厌恶性线索。我们发现，几乎所有感觉神经元对至少一种线索呈双态性反应，而对其他线索呈单态性反应，表明性别二态性回路普遍存在且具有刺激依赖性。这种双态性和单态性活动在下游中间神经元中程度较低，在运动神经元中更低，表明感觉神经元是性别二态性活动的主要来源和位点。我们还发现了性别二态性、运动状态依赖性的加工，这在中间神经元中最为显著。将我们测量的功能活动与两种性别已发表的突触连接组进行比较，发现功能连接中的性别二态性与突触连接中的性别二态性相互独立且互为补充。我们的结果为在单神经元层面首次实现全脑动力学跨性别比较提供了依据，可作为进一步研究功能性性别差异的丰富资源。

图文摘要