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內在視覺偏好與果蠅的行為靈活性

動物的視覺決策受到內在偏好和經驗的影響,天生的反應與變動的動機狀態相互作用,決定視覺刺激的吸引力或厭惡程度。然而,在實驗中區分先天與後天因素的影響並不容易,尤其是對於形狀等複雜的視覺參數。這篇論文利用閉環虛擬現實系統來探討行走中的果蠅(Drosophila melanogaster)對物體形狀與大小的內在視覺偏好,並透過遞歸選擇場景,讓果蠅逐步展現其視覺偏好。結果顯示,果蠅在此環境下對不同尺寸的物體表現出明確的吸引或排斥反應,且這種視覺偏好在不同條件下依然穩定,甚至能持續至老年。此外,研究者發現果蠅的行為具有一定的靈活性:對某些排斥性物體的先天厭惡可能因新奇性而短暫被抑制,但這種效應僅出現在年輕果蠅身上。最後,研究者證明了果蠅腦中的一條神經調控迴路,即果蠅神經肽 F(dNPF),可用於引導視覺決策。當 optogenetics(光遺傳學)技術激活 dNPF 神經元時,原本視覺上排斥的物體變得更具吸引力。這表明 dNPF 活性能夠影響果蠅的視覺選擇,並覆蓋原有的內在偏好,使其能夠在視覺決策中表現出必要的行為靈活性。 研究背景與方法 動物在動態環境中需要不斷做出決策,以確保生存,例如尋找食物、避開危險等。這些行為選擇受內在偏好(本能)和較靈活的認知過程影響,例如注意力、學習與記憶。為了探討果蠅的視覺選擇機制,研究者設計了一個閉環虛擬現實系統,讓果蠅在空氣懸浮球上行走,並能自由控制視覺刺激的移動。該系統利用 LED 面板顯示不同形狀與大小的物體,並透過 FicTrac 軟體記錄果蠅的行為。 主要發現 果蠅對物體大小的視覺偏好 透過多重選擇實驗,研究者發現果蠅對特定大小的物體展現穩定的偏好。例如,大型物體(60 度高的黑色條狀物)通常是吸引性的,而中等大小(26.25 度高)的物體則容易被避開。這些偏好在老年果蠅中仍然存在,表明這些視覺選擇與內在機制有關。 視覺行為的靈活性與新奇性影響 年輕果蠅比老年果蠅更容易因新奇性而短暫改變其視覺選擇。例如,當新奇的中等大小物體出現在視野內時,年輕果蠅有較高的機率去選擇它,而老年果蠅則較傾向維持先前的選擇。 dNPF 神經迴路調控視覺決策 dNPF 是果蠅體內類似於哺乳動物神經肽 Y(NPY)的分子,與食慾、獎勵學習及情緒調控相關。研究者透過 optogenetics 激活 dNPF 神經元,發現本來對果蠅具有排斥性的物體(如 26.2...

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