对于果蝇而言，味觉是一种全身性的体验。分布在其舌头、喉咙、腿部以及翅膀上的味觉感觉神经元，构成了一个能够敏锐感知甜味、苦味、咸味、水、碳酸气、脂类以及氨基酸的复杂感官系统。
近期发表在《Cell》杂志上的一项全新神经连接图谱研究显示了这些味觉感受器是如何连接到大脑，并反向输出至控制步行、吞咽以及分泌消化用胰岛素等行为的神经元的。这一详尽的蓝图将果蝇转化为一个理想的实验平台，用以精确理解味觉是如何被处理并驱动行为的。
未参与该项研究的凯泽斯劳滕大学（RPTU）神经生物学与动物学教授 Jan Pielage 表示：“我们以为自己对味觉了解很多，但实际上知之甚少。现在我们可以利用黑腹果蝇及其强大的遗传学工具，来真正检验关于味觉的个体假说。”
研究共同作者、尚帕利莫未知事物中心行为与代谢实验室高级课题组长 Carlos Ribeiro 指出，由于味觉感觉神经元具有高度的特异性，因此相比于视觉或听觉，味觉的感知与行为之间的关系要简单得多。对特定视觉刺激的反应可能差异巨大，但果蝇通常会趋向甜味食物而避开苦味食物，因此“行为是如何被驱动的，已经在神经元中内置好了”。
Ribeiro 及其团队利用光学显微镜，鉴别了雌雄果蝇舌头、喉咙、腿部和翅膀上的所有味觉感觉神经元，并根据它们的形态和基因表达确定了每种神经元感知的味觉类型。随后，他们结合在同期刊出的雄性神经系统完整连接图谱以及雌性果蝇大脑连接图谱，追踪了从味觉神经元延伸并投射到大脑中的轴突。
研究团队发现，无论甜味感知神经元位于果蝇身体的哪个部位，它们最终都会收敛到相似的下游神经元上。然而，这些通路完好地保留了究竟是身体哪一部分感知到甜味的原始信息。
“这是一种非常酷的架构，”Ribeiro 表示，“因为它允许果蝇以同一种行为——接受——作出反应，同时又能根据具体情况进行调整：‘显然，如果[食物]被腿触碰，果蝇应该停下来；但如果是被舌头触碰，那么它就应该吞咽下去。’”
Ribeiro 指出，果蝇的咽部包含了一类庞大的不同类型味觉感觉神经元，似乎在“控制行为的非常具体的方面”，包括吞咽和胰岛素的释放；同时果蝇的舌头上也至少出现了两种新鉴定的味觉感觉神经元。
Ribeiro 补充道，总体而言，味觉感觉神经元的生物学多样性超出了其基因表达所暗示的水平。“是的，可能有许多神经元都能检测糖分，因此它们在分子水平上很相似，但它们在功能上却扮演着不同的角色。”
此外，人们以往认为味觉是一个纯粹的前馈机制，但研究团队发现“摄食神经元不断受到抑制，而味觉实际所做的是释放这种‘刹车’”。Ribeiro 认为，这可能是自然界为避免失控行为、保持生理过程受控而采取的策略。
Pielage 指出，与所有的连接组一样，这个味觉连接组也必须经过测试和验证。为了构建该图谱，Ribeiro 及其同事利用人工智能来预测单个神经元表达何种神经递质，以及这些神经元是兴奋还是抑制其他神经元。他们还根据跨越多突触的神经元之间连接的数学估计来构建环路，“这可能低估了由众多较弱连接构成的通路。”
正如基因组并不能完全解决生物学问题一样，拥有一个连接组也只是一个“真正有价值的工具”，但并不能完全破解大脑，未参与该研究的西班牙国家研究委员会（CSIC）资深研究员 Juan Sánchez-Alcañiz 表示。
“这就像一张路线图，”他说，“但如果发生交通堵塞，地图并不能告诉你交通将如何流动。”将单细胞 RNA 测序数据叠加进来，以观察神经元在特定激活或抑制状态下表达哪些基因，正是连接组学领域正在努力的方向，“以试图破译神经系统究竟是如何工作的”。
Pielage 表示，由于连接组展示了单个神经元如何融入行为环路，它们使科学家能够利用神经遗传学来探索单个神经元的 funcao（功能）。
“美妙之处在于，在果蝇中，只要我们拥有遗传学操作途径，现在就可以激活或沉默任何神经元，然后观察这如何改变行为，”他说，“这基本上成了一个我们可以自由探索的平台。”
Ribeiro 认为，这使得历时二十年的宏大连接组绘制工作变得绝对物有所值：“这确实为我们以及许多其他人未来的无数发现奠定了基础。”