脊椎动物和果蝇的大脑中均存在视觉地图,这些地图由数百万神经细胞组成,确保成年动物能够正常视觉感知。在发育过程中,这些神经细胞必须被精确组装。传统观点认为,视觉地图的复杂性不仅依赖遗传编程,还需要神经元的活动参与。
然而,近期发表在《Current Biology》上的一项研究由贝勒医学院发育生物学主任Hugo Bellen博士及其团队完成,揭示了黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)视觉地图的形成过程不依赖神经元活动。黑腹果蝇是全球实验室中最常用的果蝇品种。
Bellen博士指出:“脊椎动物视觉系统的形成包含遗传组分,神经元天生被遗传编码并定位于大脑特定区域,随后通过神经元活动动态调整视觉地图。相比之下,果蝇的视觉系统似乎完全依赖遗传信息的硬性接入。”
他进一步解释,昆虫与脊椎动物大脑的显著差异在于神经元的数量和大小,果蝇神经元数量较少,这可能解释了其视觉系统仅依赖遗传组分的现象。
Bellen博士强调:“脊椎动物大脑的复杂性源于数百万神经元需要形成数十亿精确的突触连接,视觉地图的形成首先依赖局部解剖结构的建立,随后通过神经元活动进行精细调节。”
该研究还涉及了一个未解的科学争论,即脑波和神经连接的遗传编程程度。
他总结道:“在将这些结果应用于人脑复杂性解释时需谨慎,但令人惊叹的是,果蝇少数基因能够编程形成数十亿个突触连接。”
(译者:杨锐,来源:biologynews.net)