缓步动物作为系统神经科学新兴模式生物

我们提出了将缓步动物（Hypsibius exemplaris）发展为系统神经科学模式生物的理由。这些微观、透明的动物（约300-500微米）是已知同时拥有肢体（八条）和眼睛（两只）的最小生物之一，其神经系统仅有几百个神经元，组织成多叶脑、腹神经索和沿身体的一系列神经节。尽管神经解剖学简单，缓步动物表现出复杂的行为，包括多肢行走步态、单个肢体抓握、趋光性以及活跃和休眠状态之间的转换。这些行为使缓步动物成为解决系统神经科学中某些基本问题的独特强大系统，例如：神经系统如何协调多肢行为？自上而下和自下而上的运动控制系统如何整合？立体视觉引导的导航如何实现？在环境压力下神经韧性和恢复的机制是什么？我们回顾了缓步动物神经解剖学、行为和基因组学的当前知识，并确定了利用其独特生物学特性的机遇和挑战。我们建议为缓步动物开发基本的神经科学工具，包括基因工程和活体神经成像，以及将神经活动与输出联系起来的行为分析。利用它们与秀丽隐杆线虫和黑腹果蝇的进化关系，我们可以调整现有工具包以加速缓步动物研究——为更简单的无脊椎动物系统和更复杂的神经架构之间提供桥梁。