发现果蝇幼虫中央脑的两对神经元足以调节果蝇幼虫对于不同光强条件的偏好行为
中国科学院生物物理研究所研究人员发表关于发现果蝇幼虫中央脑的两对神经元足以调节果蝇幼虫对于不同光强条件的偏好行为的研究成果,增加这两对神经元的活性会促进幼虫的避光行为,而抑制这两对神经元的活性则能够逆转幼虫的避光行为为趋光行为。这项工作是在偏好行为的神经回路研究中第一次将神经元回路延伸到第三级神经元,为揭示果蝇幼虫光偏好行为乃至于其他偏好行为的神经元机制奠定了重要基础。
偏好行为是动物的最基本行为之一,但是对其神经元回路决定机制的了解却相对很少。在果蝇幼虫的避光行为中,感受光信号的初级感觉神经元和次级视觉信息处理神经元都已经有了一定的了解,但是下游的神经元回路尚不清楚。
研究人员发现果蝇幼虫中央脑的两对神经元足以调节果蝇幼虫对于不同光强条件的偏好行为。通过检验神经元之间的突触位置关系并结合功能钙成像技术,他们发现这两对神经元属于果蝇幼虫视觉信息处理通路的第三级神经元。
这项工作的研究表明果蝇脑中两对神经元控制着避光/趋光这两种行为偏好之间的转换。在果蝇幼虫里面如果抑制这两对神经元的活性,那么即使是年幼避光的幼虫也会变得趋光,而如何是激活这两对神经元的活性,则即便是年长的幼虫也会变得避光。
这两对神经元,也就是所谓的NP394神经元,直接和控制果蝇节律行为的腹侧神经元形成突触并从那里接受输入,而后者则从幼虫的视觉器官(Bolwig’s organ)那里接受输入。功能钙成像的结果表明敲除腹侧神经元以后,NP394神经元对于视觉刺激的反应更加强烈了,这一方面表明NP394神经元确实是和腹侧神经元之间存在着功能上的联系,另外也表明腹侧神经元对NP394神经元起着抑制的作用,而且腹侧神经元并非是视觉信息进入NP394神经元的唯一通道。
为深入理解ASIC通道结构和功能,探讨通道的门控机制以及合理设计通道抑制剂或调节剂,提供了新思路。
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