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近日，国际顶级期刊《科学》（Science）在线发表了中国科学院生物物理研究所刘力课题组龚哲峰副研究员等人的研究成果。该研究首次发现，果蝇幼虫中央脑中的两对神经元足以调节其对不同光照强度的偏好行为。增加这两对神经元的活性会促进幼虫的避光行为，而抑制其活性则能逆转避光行为为趋光行为。这项工作将偏好行为的神经回路研究延伸至第三级神经元，为揭示果蝇幼虫光偏好行为乃至其他偏好行为的神经元机制奠定了重要基础。

偏好行为是动物的最基本行为之一，但其神经元回路决定机制尚不明确。在果蝇幼虫的避光行为中，感受光信号的初级感觉神经元和次级视觉信息处理神经元已有一定了解，但下游的神经元回路此前并不清楚。

经过近四年的潜心研究，龚哲峰副研究员等发现，果蝇幼虫中央脑的两对神经元足以调节其对不同光照强度的偏好行为。通过检验神经元之间的突触位置关系并结合功能钙成像技术，他们确认这两对神经元属于果蝇幼虫视觉信息处理通路的第三级神经元。

动物行为具有相当的灵活性，可随环境、营养状况、年龄等因素大幅调整。然而，外在和内在条件如何改变动物的天性，其神经基础尚未完全阐明。高等动物包括人类，其行为习性和偏好会随外在因素（如环境）和内在因素（如年龄）变化而发生剧烈转变。例如，人类的爱与恨常随内外因素转化。类似地，无脊椎动物如果蝇幼虫，随着年龄增长，年幼时偏好黑暗的幼虫在年长后会偏好光线充足的地方。这种行为变化可能为了适应自身需要——年长幼虫需离开年幼时依赖的食物（食物所在处光线不足），寻找明亮处结蛹。

本研究则表明，果蝇脑中两对神经元控制着避光/趋光行为偏好之间的转换。在果蝇幼虫中，若抑制这两对神经元的活性，即使是年幼避光的幼虫也会变得趋光；而若激活这两对神经元，即使是年长幼虫也会变得避光。

这两对神经元，即NP394神经元，直接与控制果蝇节律行为的腹侧神经元形成突触并接受输入，而后者则从幼虫的视觉器官（Bolwig's organ）接受输入。功能钙成像结果显示，敲除腹侧神经元后，NP394神经元对视觉刺激的反应更强烈，表明NP394神经元与腹侧神经元存在功能联系，且腹侧神经元对NP394神经元起抑制作用，但腹侧神经元并非视觉信息进入NP394神经元的唯一通道。

纽约大学的Nina Vogt博士和Desplan教授评价道：“这项发现不仅增进了我们对动物大脑如何解释视觉线索的理解，也向着全面解析环境因素和内在因素影响本能行为的神经基础迈进了一步。”

该研究的顺利推进得益于良好的科研环境。大环境方面，国内外同行慷慨提供了实验材料，相关领域进展提供了技术支持，使最新技术得以应用。小环境方面，实验室多年积累为突破奠定了基础，组内宽松自由的学术氛围促进了技术实践。作者们的共同努力和严谨态度是最具决定性的因素。初稿完成后，多次推迟投稿，只为尽可能全面清晰地解释问题。

龚哲峰副研究员1995-2000年在生物物理研究所郭爱克院士课题组攻读博士学位，2005-2006年在美国弗吉尼亚大学做博士后，发现inactive基因参与果蝇听觉感知，相关成果发表于Journal of Neuroscience。2006年回国加入生物物理研究所，继续从事果蝇视觉神经回路研究。