以光遺傳技術結合獎賞作用觀察果蠅的空間記憶

在脊椎動物腦中，有一神經傳導路徑「前腦內側神經束（Medial forebrain bundle, MFB)」，會參與給予獎賞後在腦中生成的歡愉反應，且這個反應的生成被認為跟多巴胺（Dopamine）有關，而在果蠅的小小腦袋中，有一腦區（PAM cluster）功用類似於脊椎動物腦中的MFB，同樣會生成獎賞作用。而此篇文章的作者以0273-Gal4基因型的果蠅，結合光遺傳學（Opotogenetic）的技術，使得果蠅只要照到紅光，就會使得PAM cluster的多巴胺作用，進而對果蠅產生獎賞作用，而這個基因調控的獎賞機制甚至可以使得餓了一天的果蠅放棄食物，前往有光的區域，只為獲得此獎賞作用。

作者以此對紅光會產生獎賞作用的果蠅做實驗，使用一個封閉式區域，在不同階段會有紅光出現在不同區域，而後紅光消失，觀察果蠅對於此紅光是否會有空間記憶的生成，結果顯示，一開始果蠅的確會對此紅光生成記憶，但若下一階段的紅光改變位置，果蠅的空間記憶可能就被打亂了，於是記憶效應並不顯著。有趣的是，作者也有以基因調控的方式，比較瞎眼果蠅以及看得到的果蠅，發現即使果蠅失去視覺，仍會有記憶的生成。

另外，作者也嘗試阻斷多巴胺的傳遞、破壞果蠅腦中蕈狀體（Mushroom Body, 對果蠅的記憶扮演重要角色），發現皆會減弱果蠅的空間記憶能力。


撰稿人：魏孜旻


參考文獻：Stern, Ulrich, et al. "Learning a Spatial Task by Trial and Error in Drosophila." Current Biology 29.15 (2019): 2517-2525.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0960982219307729