在一项奇怪的果蝇实验中,科学家们首次使用电极来测量这些微小昆虫拍动翅膀时的大脑活动。他们发现,当动物开始飞行时,大脑视觉区域的神经元突然增加活动。
尽管果蝇的大脑很小,只有 30 万个脑细胞,但这些发现对于理解大型动物的大脑变化具有重要意义。为了比较,一个有大约1000亿个神经元。
“我们的工作是果蝇[果蝇]受到普遍关注,因为许多物种(包括鸟类、啮齿动物和灵长类动物)的感觉神经元会根据动物的行为状态改变其反应强度,但为什么会发生这些敏感性变化尚不完全清楚,”加州理工学院的研究研究员 Gaby Maimon 说。
该研究于 2 月 14 日发表在《自然神经科学》杂志的提前在线版上。
过去的神经细胞活动记录涉及被卡住或粘住的动物。使用这么小的大脑本身就是一个挑战,但迈蒙和同事希望让果蝇保持活力和活跃。
加州理工学院的研究人员迈克尔·迪金森说:“挑战在于能够以一种不损害动物飞行或行为能力的方式进入大脑。” “我们不能只是将大脑从身体中取出并放入盘子中。”
因此,研究小组将果蝇拴起来,使其头部固定到位,而翅膀则可以自由拍动。然后,科学家们切下覆盖昆虫大脑的一块硬角质层,并将电极放置在大脑视觉区域的神经元上。
迪金森告诉《生活科学》杂志,在引擎盖下,果蝇的大脑看起来有点像一个白色的斑点。
“这些细胞基本上帮助苍蝇检测其身体姿势何时发生变化,”迪金森说。 “这些细胞发出的信号被认为可以控制微小的转向肌肉,然后改变翅膀的运动模式并使动物恢复平衡。”
移动条纹的视觉显示让苍蝇认为它在移动,要么是行走,要么是飞行——这是由一股空气吹动苍蝇的翅膀引起的。他们发现,在飞行时,视觉脑细胞的电活动大约增加了一倍。活动的增加表明,当动物展翅高飞时,这种视觉系统会变得格外敏感。
迪金森说:“这真正告诉我们的是,至少就这个视觉系统而言,苍蝇的大脑在飞行时与静止时(即在地面上行走时)处于不同的状态。”
接下来,研究小组希望找出果蝇额外敏感性背后的原因及其目的。
- 观察系留苍蝇及其大脑活动









