多重感官控制對頭部固定果蠅其方向感的影響
眾所周知,昆蟲會使用不同感官控制行為。然而,過去的研究更多的注重於單一感官的學習以及記憶行為,例如對視覺刺激的學習或是嗅覺的記憶等等過程,而對於多重感官共同控制昆蟲的行為的相關實驗,以及理論模型的構建,則缺乏足夠的研究。日前,Timothy等人發表在《當代生物》(Current Biology)期刊上的一篇研究性文章,便同時使用視覺刺激以及不同風向帶來的觸覺感官輸入訊息,對多重感官控制對頭部固定的果蠅方向控制做了較為深入的行為以及理論模型的建立。
對於正常的果蠅,當其看到視野當中出現條紋狀視覺刺激時(stripe),會受到吸引朝向條紋刺激飛行或是爬行,而當其位於頭部的觸鬚(antennae)感受到風的存在時,便會順著風向飛行而非逆風飛行。由此基礎,Timothy等人將頭部固定的果蠅放入一個360度環形裝置中,在裝置中的特定位置呈現條紋狀視覺刺激,並且同時在不同位置給予不同速度的風,根據果蠅在環境中翅膀的扇動狀態分析果蠅當時的飛行朝向。結果表明,當條紋狀視覺刺激與風來源位置相同時,其行為表現是初期由於風速的存在會遠離條紋的位置,而在充分意識到條紋的位置之後則會重新朝向條紋飛行;此外,由於逆風的風向(厭惡)與條紋狀視覺刺激(喜好)的競爭存在,果蠅朝向條紋狀視覺刺激的飛行速度有明顯減緩的表現。以上研究表明果蠅具有對多重感官綜合控制其行為的功能,且做出的決策是基於多重感官輸入的總和作用帶來的。研究者接著基於果蠅多重感覺的輸入以及行為表現建立了相關的數學模型,並且進一步分析了不同風速對果蠅行為表現的影響。此研究在前人單一感官輸入的研究之上建立了多重感官互相作用的典範,其理論模型也為後續研究提供了更為廣闊的可能性。
撰稿人:韓睿
原始論文:
Currier, T. A., & Nagel, K. I. (2018). Multisensory Control of Orientation in Tethered Flying Drosophila. Current Biology.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982218312156
對於正常的果蠅,當其看到視野當中出現條紋狀視覺刺激時(stripe),會受到吸引朝向條紋刺激飛行或是爬行,而當其位於頭部的觸鬚(antennae)感受到風的存在時,便會順著風向飛行而非逆風飛行。由此基礎,Timothy等人將頭部固定的果蠅放入一個360度環形裝置中,在裝置中的特定位置呈現條紋狀視覺刺激,並且同時在不同位置給予不同速度的風,根據果蠅在環境中翅膀的扇動狀態分析果蠅當時的飛行朝向。結果表明,當條紋狀視覺刺激與風來源位置相同時,其行為表現是初期由於風速的存在會遠離條紋的位置,而在充分意識到條紋的位置之後則會重新朝向條紋飛行;此外,由於逆風的風向(厭惡)與條紋狀視覺刺激(喜好)的競爭存在,果蠅朝向條紋狀視覺刺激的飛行速度有明顯減緩的表現。以上研究表明果蠅具有對多重感官綜合控制其行為的功能,且做出的決策是基於多重感官輸入的總和作用帶來的。研究者接著基於果蠅多重感覺的輸入以及行為表現建立了相關的數學模型,並且進一步分析了不同風速對果蠅行為表現的影響。此研究在前人單一感官輸入的研究之上建立了多重感官互相作用的典範,其理論模型也為後續研究提供了更為廣闊的可能性。
撰稿人:韓睿
原始論文:
Currier, T. A., & Nagel, K. I. (2018). Multisensory Control of Orientation in Tethered Flying Drosophila. Current Biology.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982218312156
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