究竟要選擇哪個bar呢？果蠅空間探索之自我運動與視覺短暫記憶的兩條平行神經迴路

探索生存環境的空間，是很重要的生物行為。而若空間中有一條黑色的條紋(bar)，果蠅天性便會往此一條紋前進。那麼若空間中有兩條黑色的條紋，果蠅一般會沒有偏好(unbiased)的在這兩條條紋間來回移動。來自東京大學與理研腦科學中心的研究團隊利用此一行為發現了果蠅大腦中編碼自我運動(self-motion)以及視覺短暫記憶(visual short-term memory)的兩條不同神經迴路─前者由前側視結節(anterolateral AOTU)經TuBu neuron到背側球核(dorsal BU, dBU)，再從dBu經ring neuron到外側的橢圓體(ellipsoid body, EB)，後者經由背中側的視結節(posteromedial AOTU)經TuBu neuron到背側球核(ventral BU, vBU)，再經ring neuron到內側的EB。本文讓我們更了解果蠅大腦在探索空間時，是如何表徵空間訊息的。發表於Nature Neuroscience。

在本研究中，作者首先固定著果蠅，用麥克風紀錄其翅膀的運動，並跟隨著翅膀的拍動而調整LED環狀空間中黑色條紋的位置。他們發現到一個很有趣的行為：如上文所述，當出現兩條黑色條紋時，果蠅會不偏好的在兩條黑色條紋中移動，選擇其中一個黑色條紋。那麼有趣的問題來了，若先出現其中一個黑色條紋，接著消失一段時間，才同時出現兩個條紋，這樣的狀況下，果蠅是否還是會隨機不偏好的選擇一個黑色條紋呢？

答案是否定的，果蠅會選擇原先沒出現過的那個黑色條紋！這代表了，果蠅不只運用了當下的視覺資訊，也使用了過去的視覺資訊，來幫助行為的選擇。因此果蠅具有視覺短暫記憶。

接著他們利用基因標定找出了BU這個腦區，突變後會影響到果蠅運用過去的視覺資訊的行為。接著他們運用雙光子螢光技術(two-photon imaging)，在BU找出了兩群不同的神經，分別對於條紋所在的位置是和神經同側(ipsilateral)還是異側(contralateral)會有不同活性(果蠅大腦一樣可分左右兩半)。經分析後他們發現位於dBU的神經對於和神經同側的條紋較有反應，且即便先出現的條紋消失了，反應仍會持續存在。而位於vBU的神經則對於異側的條紋有反應，但條紋消失的話反應就會消失，此外其對於自我身體運動也會有反應。

參考資料：
Hiroshi M shiozaki, Hokto Kazama; Parallel encoding of recent visual experience and self-motion during navigation in Drosophila; Nature Neuroscience (2017)
Mai M Morimoto, Aman B Saleem; Choosing the right bar: a complex problem; Nature Neuroscience (2017)

撰稿：強敬哲 C.C. Charng