提供果蠅穩定飛行的神經元 — DNg02
對於依靠飛行來移動的果蠅來說，能夠精準的控制翅膀運動軌跡是非常重要的。直線飛行時、突然需要轉彎時、需要急煞時，甚至當翅膀受損時如何繼續保持飛行的平衡，這些都需要靠神經元進行快速且準確的調控。在果蠅的神經系統中負責將大腦訊息傳遞至末端的運動神經元的是一群稱為Descending Neurons (DNs) 的神經元，在幾百對的 DNs 中，有的連結至前肢、後肢，有的則連結至翅膀。大部分類型的 DN 都是左右各一個，形成一對各自控制著左右邊，然而來自 Janelia Research Campus 的團隊發現了一顆不典型的 DN — DNg02。
團隊首先利用光遺傳學的方式對各式 DNs 進行刺激，並對刺激發生後所造成的翅膀擺動幅度進行量測。最後發現 DNg02 這組 DN 造成的翅膀擺動幅度最廣（圖一）。
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| 圖一（原論文Fig1E.）利用光遺傳學進行刺激後，各個 DN 造成的翅膀擺動幅度。 |
在進一步進行觀測後，團隊發現這種 DNg02 神經元確實和翅膀的神經纖維網（neuropil）相連（圖二）。在用了不同的 driver line 進行檢定後，左右兩邊一共發現了14組 DNg02 神經，一組最多擁有15顆DNg02神經（圖三），和一般只有左右各一顆的 DNs 截然不同。
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| 圖二（原論文Fig2E.）翅膀的神經纖維網（綠色部分）和DNg02 神經（粉色部分）的重疊圖。 |
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| 圖三（原論文Fig2F.）用14種不同的 driver line 檢測出的 DNg02 神經元組。 |
分析後發現果蠅便是利用這14組擁有不同對 DNg02 神經數量的神經元組來調控翅膀擺動幅度的。DNg02 神經對數越高，翅膀擺動的幅度也越大（圖四）。
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| 圖四（原論文Fig3A.）翅膀擺動幅度隨著 DNg02 神經組數升高而變大。 |
最後團隊也測試了在轉向時左右兩邊的 DNg02 是如何進行調控的。實驗結果顯示當果蠅向右邊航行時，右邊的 DNg02 的反應會比左邊高，並導致左半邊的翅膀擺動幅度變大，是透過對對向翅膀的刺激來達到轉彎的效果（圖五）。
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| 圖五（原論文Fig4D.）顯示在右轉、左轉及直行時，左右半邊 DNg02和翅膀擺動幅度的相對變化。 |
這篇研究介紹了 DNg02 這顆與眾不同的 DN，並發現了DNg02和翅膀調控間的關連性及實際的調節方法，為果蠅飛行研究這塊領域提供了一個新的方向。
撰稿者：張寧
資料來源
Shigehiro Namiki, Ivo G. Ros, Carmen Morrow, William J. Rowell, Gwyneth M. Card, Wyatt Korff, Michael H. Dickinson,
A population of descending neurons that regulates the flight motor of Drosophila,
Current Biology, Volume 32, Issue 5, 2022, Pages 1189-1196.e6, ISSN 0960-9822,
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