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科学家发现:果蝇拥有神经“罗盘” 来实时更新自己脑海中的地图

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近来,霍华德·休斯医学凯时国际娱乐网址研讨所Janelia研讨园区的研讨人员正在运用一种设备研讨果蝇怎么找到它们的方位,并在脑中构建世界地图。

现在,Janelia和哈佛医学院独立进行的两项研讨标明晰,苍蝇的神经罗盘怎么使用视觉头绪来改进昆虫的方向感。

宣布在2019年11月20日的《天然》杂志上的两项研讨标明,果蝇的心思地图具有惊人的可塑性。

实际上,科学家们能够经过修补昆虫的神经“指南针”来改写它们的方向感。并且,只需要几条视觉信息,苍蝇就能够构建一张新的周围环境地图。

哈佛大学这项研讨的合作者、HHMI Hanna Gray研讨员Yvette Fisher说,理论研讨现已解说了大脑中的空间地图是怎么习惯新的视觉目标的。

“但没有人在机械层面上看到它。”

加州大学圣巴巴拉分校(University of California, Santa Barbara)的神经科学家Sung Soo Kim说,这些发现让我们对大脑怎么构建一个安稳的场景地图有了新的知道,一起坚持满足的灵活性以习惯新的场景。

Fisher弥补说,这项研讨对其他动物在野外怎么导航也有含义,从蚂蚁和蜣螂这样的昆虫到老鼠这样的哺乳动物——乃至可能是人类。

和人类相同,苍蝇能够使用周围环境中的地标来快速确认自己的方位,并在大脑中构成周围环境的地图。

Janelia高档组长Vivek Jayaraman和他的实验室在曩昔的研讨中现已标明,苍蝇的大脑中有一个“罗盘神经元”环,能够反映果蝇在空间中的方位。

在这种解说中,这种联络是可塑的——跟着时刻的推移,跟着环境的改动,这种联络的强度也会发生改动。例如,假如一个要害的地标出现在不同的方位,一些衔接会削弱,而另一些衔接会相应加强,然后更新苍蝇的心思地图。

Fisher和她在哈佛大学的研讨员Rachel Wilson实验室的搭档们将果蝇放入一个虚拟的实际环境中,并记录下它们徜徉时的大脑活动。在黑私自,苍蝇终究失去了方向感。可是在墙上放一盏亮堂的灯作为路标,指南针就能坚持它的准确性。

然后,Fisher在第一道灯火的正对面添加了第二道灯火。在这个新的视觉环境中,一些神经元变得更活泼,而另一些则变得更安静。

几分钟后,他们移除了第二个视觉头绪,让苍蝇回到本来的场景。他们发现,大脑从头解说了本来的环境:指南针现在指向了一个不同的方向。在被改动的环境中特别活泼的神经元现已改动了它们与视觉神经元之间的联络——这标明果蝇能够跟着时刻的推移更新自己的地图。

哈佛大学的Wilson说,科学家们现已将这种学习方法与哺乳动物大脑的某些区域联络起来,可是很难切当地研讨它在杂乱的哺乳动物大脑中是怎么运作的。

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