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果蝇行为变化揭示神经回路机制,或为精神疾病治疗提供新思路

2009-03-18 21:44 大卫·安德森 生物谷 阅读 0
核心摘要: 美国生物学家大卫·安德森团队通过研究果蝇对气流的防御性行为,发现其大脑中存在专门感知气流的神经回路,与处理求偶声的回路独立并行。该研究利用双光子显微镜实时观察果蝇大脑神经元活动,揭示了不同刺激激活不同脑区的机制。这一发现为理解精神疾病中过度防御行为的神经基础提供了新视角,并可能推动精准药物靶向治疗的发展。

飞行中的果蝇在遇到气流时,会自然停留在气流中并保持防御性姿态,直到气流消失才重新四处飞行。美国生物学家大卫·安德森及其同事通过研究果蝇的这一行为,揭示了其背后的神经机制——果蝇大脑中存在一个专门感知气流的神经回路。这一发现不仅深化了对果蝇行为调控的理解,还可能为人类精神疾病的治疗提供新的靶点。

安德森团队发现,果蝇感知气流的神经元与处理异性求偶声的神经元位于同一器官——触角内。为了解同一器官如何区分并处理两种截然不同的外界信号,研究人员对果蝇进行了解剖,并利用双光子显微镜实时观察其大脑活动。他们将果蝇翻转置于高倍显微镜下,在其保护大脑的角质层上打开一个小孔,通过复杂的技术选择性标记特定基因,从而可视化不同刺激下被激活的神经元。

实验中,研究人员在果蝇前方放置扩音器,播放录制好的求偶声,同时向果蝇吹风。结果实时捕捉到果蝇大脑中不同区域的神经元被激活:求偶声和气流分别触发独立的神经元集群,即使两种刺激同时存在,激活区域也不重叠。这表明果蝇大脑中存在并行且独立的神经回路,分别处理防御性行为和求偶行为。

对果蝇防御性行为神经回路的深入研究,有望为治疗人类精神疾病提供新思路。例如,焦虑症和创伤后应激障碍患者常表现出过度警觉和防御行为,其神经机制可能与果蝇的气流感知回路类似。尽管从果蝇到人类的转化仍需大量研究,但研究人员相信,对神经回路的深入认知能够为精准药物靶向提供依据,从而实现对大脑病变部位的针对性治疗,并减少副作用。

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