科学家在苍蝇大脑内发现“指南针”

科学家在苍蝇大脑内发现“指南针”

据国外媒体报道，神经系统科学家们借助一台显微镜观察了一只果蝇的大脑。他们在观察一个甜面圈型大脑区域中的神经元活动时，发现神经元活动与苍蝇的朝向是相匹配的。

哺乳动物都有类似的方向辨识细胞，但是这是首次在苍蝇大脑内发现类似细胞。关键是，这种指南针一样的大脑活动不仅在虚拟现实环境中(通过屏幕展现运动环境)出现，而且在黑暗中也同样存在。

资深作者，霍华德-休斯医学研究所的Vivek Jayaraman博士称：“苍蝇使用的是自己独有的一种方式来判定它的朝向。”在其它一些昆虫中，比如说黑脉金斑蝶和蝗虫，它们的脑细胞会根据天空中的偏振光做出反应，它们所借助的也就是所谓的“太阳罗盘”。

但是在苍蝇大脑中新发现的“罗盘”，其工作方式更像哺乳动物中的方向辨识细胞，方向辨识细胞会根据周围环境中的地标为动物快速建立一种方向系统。Jayaraman对《BBC新闻》称：“我们需要观察苍蝇的运动是否与这种罗盘的功能相关，而且这是我们在一只活体动物中唯一能够观察到的。”

Jayaraman博士和他的同事Johannes Seelig创建了一个试验系统，他们对试验所用的苍蝇进行了操控，这样当它的脑细胞活动时就会发光。他们把苍蝇粘到一根金属棒上并且进行固定，然后借助一台强大的激光显微镜观察它的大脑。

研究发现，苍蝇与哺乳动物的状况有所不同，哺乳动物大脑内的这种方向辨识细胞似乎相当分散，而苍蝇的大脑罗盘似乎集中在一个被称为椭球体的特定区域。这意味着研究人员们能够放大这个区域并且观察大脑罗盘的运行。

考虑到如此小的大脑进行这种运算，研究人员们认为这种罗盘事实上异常复杂。Jayaraman称：“苍蝇或许能够让我们了解，包括我们人类在内的这些较大的大脑如何完成类似的任务。”伦敦大学的Kate Jeffery教授专门从事哺乳动物方向辨识细胞的研究，她认为苍蝇的这种方向判断更像一种认知，这是相当酷的事情。

——原载《腾讯科学》，2015-05-15

过客文

基金项目:国家自然科学基金(31070188);中国湿地博物馆重点项目(cwm2012-w01);大学生科技创新项目(2014R412044;3122013240240)。

*通信作者(Corresponding author):季梦成,Tel:+86-571-63742250;E-mail:mchji@zafu.edu.cn

第一作者联系方式:洪春桃,E-mail:236838548@qq.com

收稿日期(Received):2014-10-16;接受日期(Accepted):2014-10-30;网络出版日期(Published online):2015-05-19

URL:http://www.cnki.net/kcms/detail/33.1247.s.20150519.1339.010.html