連結果蠅大腦與運動神經元的Descending neurons

Descending neurons（DNs）在果蠅的運動控制上有至關重要的作用。DNs的數量相較於其他種類的神經元來得少（約1300個），但是它們扮演著將大腦中感覺與情境訊息傳遞到果蠅的腹神經索（VNC）的關鍵角色。DNs會將這些訊息壓縮並整合，進而控制下游運動神經元的活動。

目前對DNs的研究包括分析解剖學上的特徵、利用光遺傳學分析果蠅的行為和活動記錄。現今研究表明，DNs傳達的是有關果蠅的行為的更高層次命令、目標或決策（例如：果蠅需要左右旋轉），而不是提供有關個別動作的詳細指令（例如：個別肌肉如何活動）。DNs的神經元形態類型包括一對構造相似的配對神經元或是一群形狀相似和具有相同下游目標神經元的群體，這些解剖學上的不同，可能代表兩者在訊息傳遞上功能的差異。

利用不同的實驗方法和資料庫間的比較，研究員得以理解果蠅如何產生複雜行為序列（如求偶行為）的神經控制機制上，釐清果蠅的神經迴路。有大量研究證實DNs對運動迴路的貢獻，例如在果蠅的行走行為調控中，分泌不同神經傳倒物質的serotoninergic neurons, aminergic DNs, dopaminergic DNs會對神經迴路有不同影響。aminergic DNs可以通過調整下游神經元產生脈衝（spike）的閾值來改變運動指令或設置可用運動程序的上下文來修改運動命令。

在果蠅飛行行為中，DNg02被視為一個重要的神經元種類。該神經元類型直接連接視覺運動迴路和支配飛行肌肉的運動神經元，刺激DNg02會影響飛行中果蠅的翅膀運動。這項實驗也發現了一種size-principle effect，也就是神經元的數量與活躍程度會影響到最大的活動程度。

除了與運動迴路相連，一些DNs也可能影響感覺處理或提供調節訊息。其中一些DNs可能與感覺迴路形成突觸，像是特定的DNs可能抑制對有害熱的行為反應。總結來說，果蠅的DNs在協調各種行為方面發揮著多面且至關重要的角色。這些神經元參與將感覺和情境信息從大腦傳遞到腹神經索，使詳細的運動程序得以執行。

撰文：廖晨絜

Resource: Julie H. Simpson, Descending control of motor sequences in Drosophila, Current Opinion in Neurobiology, Volume 84, 2024, 102822, ISSN 0959-4388, https://doi.org/10.1016/j.conb.2023.102822.