研究社會行為對於理解某些神經調節通路的調控至關重要，例如影響情緒和社交互動的血清素通路。

印度科學研究院（IISc）神經科學中心（CNS）教授Kavita Babu及其實驗室利用線蟲秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans）研究這些訊號機制。在《美國國家科學院院刊》發表的新研究中，他們報告指出，破壞一個保守的突觸基因會改變特定神經肽的訊號傳遞，導致線蟲出現一種異常的群聚行為。這種群聚行為類似於其他物種如沙漠蝗蟲中由血清素驅動的群聚現象，暗示神經調節對社會行為的控制可能在演化上是保守的。

CNS博士生Navneet Shahi是該研究的第一作者，她在研究突變線蟲時發現，這些突變體不像野生型線蟲會分散尋找附近食物，而是傾向集體群聚，即使這會導致飢餓。這種行為在多次實驗中反覆出現且具有可重複性。

為了深入探討這一現象，IISc研究團隊與土耳其Koç大學的物理學家合作，對線蟲的運動進行建模。團隊發現，這種行為是「自發產生」的，甚至單一線蟲也能在多代中引發群體層級的群聚行為，這是一項新穎的發現。

利用CRISPR等基因操作技術，團隊製造出缺失編碼CASY-1蛋白的突變體。CASY-1是與高等生物（包括人類）中保守的calsyntenin蛋白遠緣相關的蛋白。CASY-1的突變破壞了名為色素分散因子（PDF）的神經肽訊號，這解鎖了通常受控的血清素訊號通路，促使線蟲進入擁擠的群聚狀態。研究這些特定基因突變體使研究者開始探討社會行為的根源是否可能被基因編碼。

研究團隊還嘗試利用光遺傳學技術，即用光脈衝即時激活或抑制特定神經元，觀察線蟲是聚集還是分散。Babu表示，捕捉這種行為的縮時攝影非常引人入勝。

「起初我們懷疑這種群聚行為可能與費洛蒙或外部環境因素有關，但很快發現並非如此，」Shahi補充說。他們發現血清素訊號是主要調控者，基本上「調節」這些線蟲的群體互動方式。

過去研究者曾研究過社會性覓食行為，但這種集體移動行為相對較少被探討。這激發了Shahi對分子通路的興趣。秀麗隱桿線蟲因其神經系統結構清晰且能在短時間內研究群體行為，特別是可重複出現的行為，成為理想的模型系統。

未來研究中，團隊計劃探討特定基因擾動在不同環境條件下產生不同結果，以理解跨物種集體行為的基本規律。