内置“指南针”帮果蝇导航

内置“指南针”帮果蝇导航

图片来源：《自然》

5月22日，发表在《自然》杂志的一篇论文报告了果蝇在导航过程中保持朝向感所依赖的神经回路。这项研究能为研究其他动物（比如蚂蚁、蜜蜂和啮齿类动物等）的空间导航能力带来启发，且能加深人们对大脑如何将变化中的输入整合为持续活动的理解。

包括鸟类、哺乳动物和昆虫在内的许多动物都能利用天生的朝向感找到环境中的一些特定地点，比如巢穴和食物来源等；在没有视觉路标的情况下，动物仍然能保持这种朝向感。此前，有研究表明，空间导航在一定程度上依赖于朝向神经元，在包括啮齿动物和果蝇在内的一些物种中，朝向神经元是它们的“内置指南针”。

先前的研究在果蝇脑部识别出一个甜甜圈状的区域，在这一区域周围，研究者能在动物移动时观测到神经活动，就像指针在指南针表盘上转动一样。

美国洛克菲勒大学的Gaby Maimon及同事描述了这种类似指南针的活动背后的神经回路。研究者让果蝇在位于虚拟背景中心的一个气垫球上行走，背景中或有明亮的视觉路标，或是黑暗的。

研究人员在果蝇脑部找到了一组使指南针“指针”顺时针或逆时针转动，从而在转向时调整其朝向感的神经元。这种转向神经元有两种亚型，P-EN1（可能是转向之初的“油门”，也可能承担了其他与朝向有关的功能）和P-EN2（可能是转向结束时的“刹车”），使得朝向系统能准确地在黑暗中追踪果蝇的方向。

这种神经转向机制与根据啮齿类动物朝向细胞提出的模型拥有一些关键的共同特征，这表明昆虫和哺乳动物在导航过程中调整朝向时可能利用了同样的神经回路结构。

(来源：中国科学报)