果蠅的飢餓程度與嗅覺及進食記憶的關係

我們都知道,飢餓會改變一個人的行為狀態,例如對食物的渴望程度,對現在所處環境的焦慮程度等等,這其中固然有飢餓導致的行為動機的變化,也與人類自身存在的生物鐘有分不開的聯繫。人類是這樣,那麼在果蠅呢?Nitin Singh Chouhan等人2017年在《學習&記憶》(Learning & Memory)期刊當中的一篇研究表明,在生物鐘的層面上,增加飢餓程度會增強果蠅的嗅覺及進食的記憶能力。

生物鐘作為不同種生物共有的一種內部狀態,在生物進化上具有重要意義。而生物鐘對生物進行內部反饋,具體而言就是像一個時鐘一樣的提供給我們個體什麼時間應該做什麼的記憶。例如,當我們飢餓時,生物鐘內部儲存的記憶信息會即時告訴我們應該進食。生物鐘一直以來都是學術界熱衷於研究與探討的熱門話題之一,而如何界定生物鐘的“時間”知覺卻也是其中的難題之一。Nitin Singh Chouhan等人利用經典條件制約的方式(classical condition learning),將果蠅分為兩組,第一組只給予極少量的食物以維持生命(飢餓組),第二組給予充足的食物(對照組),然後分別將兩組在每天的上午給果蠅以A氣味+食物氣味的訓練,在每天的下午給果蠅以B氣味的訓練,然後測試果蠅每6小時對不同氣味的偏好程度。結果發現,隨著時間的推進,果蠅對兩種氣味的偏好程度差異逐漸增大,並且飢餓組的偏好程度差異顯著高於對照組。此外,研究者將果蠅身上特定的生物鐘記憶per01抑制掉,發現此偏好行為便會消失不見。研究將果蠅的飢餓程度與嗅覺與進食的記憶做了量化的研究,並且從果蠅層面證明了此行為與生物內部的生物鐘調控有緊密的聯繫,也為今後生物鐘的相關研究帶來了全新的視角。

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撰文者:韓睿

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原始論文:
Chouhan, N. S., Wolf, R., & Heisenberg, M. (2017). Starvation promotes odor/feeding-time associations in flies. Learning & Memory, 24(7), 318-321.

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