血清素對於空間中記憶以導航的影響

“血清素”是神經傳遞物質的其中一種，在過去許多研究當中，提及了跟血清素的生成路徑有關的，也提到了很多有關於果蠅大腦內會釋放血清素的神經元，這些神經元總共有差不多100個，並且被歸類成11個族群。而這11個族群分布的位置剛好在果蠅大腦的周圍。(Fig1)

Fig1.左邊的兩張圖顯示果蠅的大腦的前側跟後側總共有11釋放血清素的神經元。右圖是果蠅大腦前半部和後半部 Trh+ 免疫反應性神經元

即使有這麼多有關於血清素的研究，大部分都還是著重在行為上，包括睡眠、社交等等的行為。卻很少有將血清素拿去做跟導航有關的行為實驗，因此作者以這個為主軸，進行了一系列的研究。

首先他們發現果蠅的行走跟VNC(ventral nerve cord)有關，VNC 類似脊椎動物脊髓，接收血清素訊號。當VNC釋放血清素時，會導致果蠅行走變慢，但還是會保持原本的方向。他們也發現當d5-HT7 receptor 突變時，果蠅的行走速度會因此變快。他們也參考了Pooryasin和Fiala產生的數據，發現當PMPV活化的神經元數量增加時，果蠅的運動速度發生顯著變化，而其他神經元的活化則顯著下降。(Fig3)

Fig2.血清素生成的路徑，並且含有生成路徑中調控的因子

Fig3.不同神經元活化對果蠅的運動速度的影響(Pooryasin和Fiala產生的數據)

根據這些資訊，他們發現血清素與調節多種行為反應有關。這主要分為兩個部分。

第一，血清素能軸突起源於少數神經元，並廣泛投射到分佈在不同大腦區域的許多神經元。

第二，則是跟空間記憶有關。在果蠅中，空間記憶與d5 HT7 receptor有很大的關聯，而在哺乳動物當中則是涉及涉及 MEC 和海馬體。

5-HT1A 受體似乎在調節這些腦核的活動中發揮重要作用。這個發現可以運用在之後藥物的研究上。

撰文：李庚翰

參考資料:

Gajardo, I., Guerra, S., & Campusano, J. M. (2023). Navigating Like a Fly: Drosophila melanogaster as a Model to Explore the Contribution of Serotonergic Neurotransmission to Spatial Navigation. International Journal of Molecular Sciences, 24(5), 4407.