Nature Neurosci：科學家們發現果蠅飛行導航的神經學機制

最近，來自日本RIKEN腦科學研究所的科學家們發現了果蠅大腦中兩種獨立的，在飛行過程中形式導航功能的通路，相關結果發表在《Nature Neuroscience》雜誌上。這項研究結合飛行刺激器以及激活神經元成像的手段，發現了果蠅大腦中與運動相關的兩個區域。

對於大部分動物來說，成功的導航對於尋找食物，躲避天敵以及交配都是必須的，它通常需要參考很多種不同類型的信息。根據首席研究者Hokto Kazama的說法："動物在尋找食物的過程中如果能夠對自己的來路進行記憶，那麼將會大大節省花費的時間"。由於這一特徵在昆蟲以及哺乳動物中都十分常見，因此作者希望了解其中大腦的運行過程。

（圖片來源： Wikipedia/CC BY-SA 2.5）

此前這類研究往往是在哺乳動物以及鳥類水平開展的，而Kazama等人在希望從果蠅身上尋找突破口。這是由於果蠅的大腦更為簡單，而其在尋找食物以及躲避天敵方面具有驚人的能力。

那麼如何研究果蠅在飛行時的大腦變化呢？研究者們指出，其中最大的問題是需要在飛行期間對果蠅的大腦活性進行記錄，而通常對大腦的研究需要首先將大腦固定，這又會妨礙果蠅的飛行。"我們設計了一個特別的飛行刺激器，在這個系統中，果蠅能夠在頭部被固定的狀態下觀察一些模擬的飛行場景。從而達到模擬飛行的目的"。在這個狀態下，果蠅能夠通過接收外部的多種信息產生自己在飛行的假象，從而做出相應的判斷。

之後，作者利用雙關子鈣成像的技術觀察了果蠅大腦激活的情況。結果顯示，果蠅大腦中一個叫做"bulb"的機構對於整合外部信息，優化導航路線具有重要的作用。在這個結構中，信息的處理是分開進行的。例如，一組bulb神經元能夠攜帶與界標位置有關的信息，而另外一組神經元攜帶與將要到達的目的地的位置的信息。這兩組分開的區域事實上時候兩種獨立的神經元迴路調節的。這確保了多種信息在傳遞、加工過程中不會發生相互干擾。另外也能盡量減低對空間的佔用。

資訊出處：Superfly flight simulator helps unravel navigation in the brain

原始出處：Parallel encoding of recent visual experience and self-motion during navigation in Drosophila, Nature Neuroscience (2017). DOI: 10.1038/nn.4628

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