跳到主要內容

發表文章

精選

危險逼近時,果蠅如何快速轉彎?

大自然適者生存是不變的法則,尤其果蠅這種微小的生物,在高速飛行下,要如何躲避危險來臨就非常重要了,而究竟是甚麼神經影響著果蠅的轉向呢?研究用LED顯示快速擴張的looming stimulus,當果蠅面對這類刺激時,會快速改變飛行方向,做出稱為 saccade 的急轉彎。而過去研究已發現DNaX、DNb01等descending neurons(DNs)與飛行轉向有關,但這些神經元並沒有直接接收視覺輸入,因此看到威脅的訊息如何傳到運動系統仍不完全清楚,而這次科學家們鎖定的目標是DNp03。 圖一。實驗裝置與looming stimulus呈現位置。研究者在固定頭部但仍可拍動翅膀的果蠅中記錄DNp03活性,並以LED顯示快速擴張的looming stimulus。 研究者發現,DNp03對looming的反應會受到果蠅目前的行為狀態影響。果蠅休息時,同側的 looming 主要造成DNp03膜電位去極化,但在飛行時,相同刺激更容易使DNp03產生action potentials,相反地,另一側的looming則會使 DNp03 hyperpolarize,顯示DNp03的視覺反應具有明顯的behavioral-state dependence。 圖二。飛行時DNp03對同側looming stimulus較休息時更容易產生spike。 接著研究者比較DNp03活性與轉向行為。雖然spike數量與左右翅膀拍動幅度差(L-R WSA)有顯著相關,但關係並不強(R^2=0.27,\ p<0.001),甚至有些沒有spike 的trials仍出現轉向,而更明顯的差異反而出現在刺激結束後,在發生saccade的trials中,DNp03的膜電位與spike activity會維持較久,而在沒有saccade時則較快回到基準。因此,持續性的DNp03 activity比單純spike數量更能反映是否會發生轉向。 圖三。有saccade的trials中,DNp03在looming結束後仍維持較高的神經活動。 最後,研究者利用CsChrimson在自由飛行的果蠅中活化DNp03。當果蠅飛進指定區域時給予300 ms紅光雙側活化DNp03,結果顯示,angular velocity明顯增加並改變飛行方向,證明DNp03的活化足以誘發飛行saccade。 圖四。自由飛行中opto...

最新文章

Rebound Bursts in Real Dopamine Neurons

記得準,還是記得穩?離散吸引子如何守護工作記憶

尋找脊髓裡的「節拍器」:AI 如何幫我們解開走路的秘密?

KARE:以知識圖譜社群檢索與推理蒸餾提升醫療預測

如何讓神經網路不只是算出答案,而是能穩定地往目標狀態前進?

果蠅不只是追著氣味走:一種基於方向記憶的導航策略

「模型鑽牛角尖時也需要緩緩。越深,越需要學會忘記 」。類腦運算的解析 - Dropout 如何穩定深層回聲狀態網路(Deep ESN)

我們的腦神細胞比較聰明?從樹突與NMDA看神經元的計算複雜度

單目 VIO 的尺度問題:從運動軌跡看尺度可觀測性與估計器一致性

果蠅行走行為的多層次控制