寄生蟲設(shè)計(jì)的進(jìn)化

當(dāng)分析寄生蟲和宿主之間的相互作用時(shí)，大量的研究致力于研究寄生蟲用來控制宿主行為的方法?！峨[形設(shè)計(jì)師》發(fā)表在2019年9月出版的《生物季刊》上：

通過寄生蟲操縱的大腦進(jìn)化”，馬爾科德爾朱迪切通過系統(tǒng)地討論寄生蟲操縱可能鼓勵(lì)的方式，討論了這種關(guān)系中被忽視的一個(gè)方面。宿主神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)的機(jī)制進(jìn)化。德爾朱迪切研究了這一進(jìn)化史和宿主可能采取的抵抗行為劫持的假設(shè)方法。

寄生蟲，如病毒、昆蟲、蠕蟲和細(xì)菌，出于多種原因試圖操縱宿主行為。寄生蟲可能會(huì)引起行為改變，增加從一個(gè)宿主傳播到另一個(gè)宿主的機(jī)會(huì)。同樣，寄生蟲可能會(huì)破壞宿主的正常神經(jīng)功能，促使生物前往更適合寄生蟲或更有利于繁殖的環(huán)境。有時(shí)選擇宿主并將其用作寄生蟲后代發(fā)育的安全環(huán)境。

寄生蟲試圖通過不同的方式改變宿主的行為。寄生蟲可以通過破壞生物體免疫系統(tǒng)中的反應(yīng)來使用免疫學(xué)方法。更直接的選擇可能是通過分泌干擾宿主神經(jīng)遞質(zhì)的物質(zhì)來使用神經(jīng)藥理學(xué)。寄生蟲也可以通過改變基因表達(dá)來采用基因組/蛋白質(zhì)組學(xué)方法。

除了寄生蟲的動(dòng)機(jī)和策略，德爾朱迪切認(rèn)為這些生化機(jī)制的攻擊給神經(jīng)系統(tǒng)適應(yīng)和制定對策帶來了巨大的壓力。參考以往的文獻(xiàn)和現(xiàn)實(shí)世界的例子，本文提出了四種潛在的主機(jī)對策。分析這種分類，德爾朱迪切認(rèn)為當(dāng)遇到操縱時(shí)，宿主可以阻止寄生蟲繞過大腦的保護(hù)屏障，迫使寄生蟲更加努力地工作，釋放更多的神經(jīng)活性物質(zhì)，使信號更加復(fù)雜，或者增強(qiáng)大腦耐受干擾的能力。

在進(jìn)一步闡述這些對策之后，作者考慮了潛在的進(jìn)化約束和相關(guān)的“魯棒性-脆弱性權(quán)衡”。雖然對策可能會(huì)增加復(fù)雜性并阻止寄生蟲，但新的適應(yīng)可能會(huì)同時(shí)削弱系統(tǒng)的另一部分，并為寄生蟲提供替代目標(biāo)。

考慮到所討論的機(jī)制的有效性，建議宿主-寄生蟲相互作用的研究可能有助于進(jìn)一步促進(jìn)神經(jīng)科學(xué)和精神藥理學(xué)的研究。通過研究對寄生蟲攻擊的適應(yīng)性，神經(jīng)科學(xué)家可以獲得一個(gè)額外的視角，了解持續(xù)的進(jìn)化之戰(zhàn)如何導(dǎo)致效率低下，或者曾經(jīng)至關(guān)重要的機(jī)制如何隨著時(shí)間的推移發(fā)揮不相關(guān)的功能。在精神藥理學(xué)中，寄生蟲的生化方法采用模仿藥理藥物的方法。研究人員可以分析大腦結(jié)構(gòu)拒絕寄生藥物干預(yù)的方式，進(jìn)而利用這些信息使精神活性藥物對患者更有效。

“寄生蟲施加的無情壓力肯定會(huì)在各個(gè)層面上影響神經(jīng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)的進(jìn)化，即使是對于沒有(或不再是)操縱目標(biāo)的動(dòng)物也是如此。如果這是真的，那么神經(jīng)生物學(xué)的許多方面注定要由德爾朱迪切來寫，直到寄生蟲——大腦的隱形設(shè)計(jì)者——最終被包括在這幅仍然神秘或鮮為人知的畫中。

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