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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 圖四。自由飛行中optogenetic activation DNp03會增加angular velocity並誘發方向改變。 |
整體而言，這篇研究顯示DNp03是將looming視覺訊息連結到飛行轉向的重要descending neuron。不過DNp03並不能解釋所有saccade，因此作者認為它應該與DNaX/DNa15、DNb01等其他DNs共同參與轉向控制，而不是將DNp03單獨視為控制此行為的command-like neuron。
聲明：本文使用AI輔助編輯
撰文：黃品喆
資料來源：Buchsbaum, E., & Schnell, B. (2025). "Activity of a descending neuron associated with visually elicited flight saccades in Drosophila". Current Biology, 35(3), 665-671.
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