俄勒冈大学生物学家 Nathan Tublitz 在澳大利亚举行的太平洋沿岸大学脑与心智研究研讨会上发表演讲，介绍了飞蛾、果蝇和头足类动物的研究成果。这些无脊椎动物的研究揭示了大脑如何调控行为的机制。

在他的研究中，Tublitz 发现了两种特定的脑化学物质（谷氨酸和与 FMRFamide 相关的肽）在乌贼大脑后部的亚食管团块中发挥作用，使乌贼能够在不到一秒的时间内改变皮肤颜色或图案。这一发现发表在 2023 年 7 月 25 日的《整合与比较生物学》期刊中。

乌贼的皮肤颜色变化是由星形细胞中的色素颗粒引起的，这些细胞被称为色素胞。在接收到特定的化学信号后，色素颗粒扩散至细胞外部，导致皮肤颜色的变化。相比之下，人类皮肤的颜色变化需要数小时，而蜥蜴则需要几分钟。乌贼拥有约 200 万个色素胞，这些色素胞由大脑中的一个中心区域发出的化学信号控制。乌贼通过改变颜色来伪装或与同类或其他物种进行交流。

Tublitz 在演讲中指出，乌贼大脑的这一特定区域与人类运动皮层具有相似性。他表示：“我们发现乌贼大脑的映射方式与人类运动皮层的‘小人图’相似。一旦我们理解了这种相似性，就可以进一步研究乌贼脑细胞如何接收不同的输入，从而产生复杂的身体图案。”

这一研究对理解人类大脑如何调节行为具有重要意义。例如，运动员如何重复并调整他们的动作。Tublitz 的研究目标之一是揭示大脑信号传递的复杂性，这些信号使人类能够完成重复性任务并进行调整。

头足类动物（包括章鱼和鱿鱼）拥有约 1 亿个神经细胞，而昆虫仅有约 1 万个，远少于人类的约 1 万亿个神经细胞。Tublitz 表示：“研究较简单的大脑可以帮助我们总结出适用于人类的大脑工作机制。事实上，我们对人类大脑在细胞层面的许多了解都来源于对无脊椎动物的研究。”

他的研究还涉及欧洲乌贼（Sepia officinalis）的系统级脑活动，并探讨了烟草天蛾（Manduca sexta）神经细胞在变态发育过程中发生的细胞可塑性变化。他指出：“我们发现了一组神经细胞，它们在变态发育过程中发生了显著变化，包括生化特性、翻译机制、细胞形状和生理功能。这些变化是由自然产生的类固醇激素驱动的。”

此外，Tublitz 还提到了一项关于果蝇（Drosophila）的研究，挑战了神经元起源于胚胎外胚层的传统观点。他的团队发现，来自中胚层的细胞可能具有神经元的特性，这一发现可能改变对神经元起源的理解。

这些研究表明，无脊椎动物的大脑研究不仅有助于理解其自身的行为机制，还为揭示人类大脑的复杂性提供了重要线索。

参考文献：

来源：Nathan Tublitz, 俄勒冈大学生物学教授, 541-346-4510, tublitz@uoregon.edu

链接：http://www.neuro.uoregon.edu/ionmain/htdocs/faculty/tublitz.html