
在一個怪異的果蠅實驗中,科學家首次使用電極來測量微小昆蟲的大腦活動。他們發現,當動物開始飛行時,大腦視覺區域的神經元突然升高了活性。
儘管果蠅大腦很小,只包裝了300,000個腦細胞,但這些發現對了解大型動物的大腦變化具有影響。為了進行比較,一個平均人腦大約有1000億個神經元。
“我們的工作果蠅[果蠅]普遍感興趣,因為許多物種的感覺神經元(包括鳥類,囓齒動物和靈長類動物)會根據動物的行為狀態改變其反應強度,但是為什麼敏感性的這些變化並不完全清楚,” Caltech的研究人員Gaby Maimon說。
這項研究於2月14日在《自然神經科學》雜誌的《預先在線版》上發表。
過去的神經細胞活動的記錄水果蒼蠅涉及被卡住或粘著的動物。與如此小的大腦一起工作本身就是一個挑戰,但是Maimon及其同事希望保持蒼蠅的活力和活躍。
Caltech的研究人員邁克爾·迪金森(Michael Dickinson)說:“挑戰是能夠以不損害動物飛行或執行行為能力的方式進入大腦。” “我們不能只是將大腦從體內撕開,然後將其放入盤子中。”
因此,團隊將果蠅束縛,以便將其頭部夾在適當的位置,而翅膀可以自由拍打。然後,科學家將覆蓋昆蟲大腦的硬角質層的一塊斑塊切開,並將電極放在大腦視覺區域的神經元上。
狄金森在引擎蓋下,果蠅的大腦看起來有點像白色的斑點。
迪金森說:“這些細胞基本上有助於檢測其身體姿勢何時改變。” “這些細胞的信號被認為可以控制微小的轉向肌肉,然後改變機翼運動的模式,並使動物重新恢復平衡。”
動態條紋的視覺展示使蒼蠅認為它正在移動,無論是行走還是飛行 - 這是由一陣泡沫吹出的空氣,使蒼蠅的翅膀拍打。他們發現,在飛行中,視覺腦細胞的電活動大約翻了一番。活動的提升表明,當動物採取翅膀時,這種視覺系統非常敏感。
迪金森說:“至少在這個視覺系統方面,這真正告訴我們的是,蒼蠅的大腦在飛行與靜止時的狀態不同,當它只是在地面上行走時。”
接下來,團隊希望弄清楚額外的敏感性及其目的是什麼是水果蒼蠅。
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