「固定不動的果蠅大冒險」：虛擬實境中的視覺導航與學習解密！
這篇研究想了解一件事：當果蠅的頭被固定、身體可以走動時，在一個用虛擬實境（VR）打造的二維世界裡，它們怎麼看東西、學習、甚至改變行為。過去大多數的果蠅VR實驗都是「一維」的，也就是果蠅只能左右轉動、改變視角，不能真的「走過去」某個地標。但這跟現實差很多，因為現實中果蠅會真的靠近或遠離物體來找食物或避開危險。
為了模擬更真實的情境，研究團隊打造了一個能讓果蠅在二維平面上行走的虛擬世界。果蠅被固定在一根小桿上，腳踩在一顆浮在空中的小球上，只要它一走動，小球就會轉動，VR場景也會跟著變。研究人員還特別設計了「虛擬地標」，像是圓柱或錐體，讓果蠅能看到、接近它們。
接著，研究團隊用了光遺傳技術來「騙」果蠅。當果蠅靠近某個地標時，他們用光刺激果蠅的甜味或熱感神經元。結果發現，當果蠅「感覺」到甜味時，它會慢下來並在那區附近繞來繞去，就像在找吃的；如果那個地標會讓它感受到「熱」，果蠅就會學會避開它。
更有趣的是，果蠅其實能分辨地標的形狀。在訓練中，如果某個形狀的地標被配對上「熱感」，果蠅後來會比較少靠近它；但如果是甜味，果蠅雖然會停下來，但之後並不會特別偏好那個地標，可能因為甜味太短暫或不夠真實。
總而言之，這套新的2D VR系統讓我們可以更精準地研究果蠅怎麼用視覺和經驗來調整行為，未來甚至可以搭配腦神經成像技術，深入探討牠們是怎麼「用腦袋記住」這些事的。這對了解動物如何學習與導航，是一大步的進展。
撰文：李庚翰
資料來源：Haberkern, H., Basnak, M. A., Ahanonu, B., Schauder, D., Cohen, J. D., Bolstad, M., ... & Jayaraman, V. (2018). On the adaptive behavior of head-fixed flies navigating in two-dimensional, visual virtual reality. bioRxiv, 462028.
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