您的位置: 首页> 企业新闻>

虚拟现实实验揭示了视觉线索如何重组果蝇中的方向感应神经元

导读如果您半夜起床去洗手间,在黑暗中绊倒,撞到墙壁或梳妆台,就走了无数次,那么您可能会经历校准不足的影响神经元。在包括人在内的许多动物...

如果您半夜起床去洗手间,在黑暗中绊倒,撞到墙壁或梳妆台,就走了无数次,那么您可能会经历校准不足的影响神经元。

在包括人在内的许多动物中,借助于称为头部方向神经元的脑细胞,可以产生准确的方向感,这种大脑细胞通过结合两条主要信息流(视觉界标和基于自我运动的位置估计)来实现。

没有前者,我们导航甚至熟悉位置的能力也会下降。但是,只要有了视觉界标,例如闹钟的光芒或门的阴影,我们的内部环境图就会刷新,我们可以轻松地再次走上自己的路。

果蝇也发生类似的过程,果蝇使用所谓的罗盘神经元来跟踪其头部和身体的方向。在11月20日发表在《自然》杂志上的一项新研究中,哈佛医学院的神经科学家现在已经解码了视觉提示如何快速重组这些罗盘神经元的活动,以保持准确的方向感。

通过追踪果蝇在虚拟现实环境中导航的单个神经元,研究人员阐明了神经机制,该机制使生物能够建立其世界的空间图以及涉及短期记忆的过程。

布拉瓦尼克(Blavatnik)的马丁家族神经生物学基础研究教授,资深研究作者雷切尔·威尔逊(Rachel Wilson)说:“当我们观察指南针神经元和视觉系统之间的联系方式时,我们发现它们是通过视觉体验而重塑的。” HMS研究所。

威尔逊说:“这些变化是在几分钟内发生的,并且与我们进入新环境并进行探索时的主观时间尺度相对应。”“对我来说,令人惊奇的是,通过研究比罂粟种子还小的大脑,我们可以洞悉诸如空间导航之类的复杂事物。”

虚拟太阳

果蝇果蝇大脑仅由大约100,000个神经元组成,能够表现出高度复杂的行为。先前的研究表明,在导航过程中,罗盘神经元(也称为E-PG神经元)对于苍蝇感知方向的能力至关重要。

这些神经元排列成环状,就像指南针的表盘一样。随着苍蝇的移动,相应的神经活动“颠簸”像罗盘针一样绕环运动-如果苍蝇旋转90度,那么活动颠簸也会旋转90度。

在黑暗中,由于没有视觉线索,这种“针”的准确性降低了,因为有机体只能估计自己的运动方向。但是只要有视觉提示,针头就可以重新定位,从而准确地反映出苍蝇的前进方向。

为了研究视觉输入如何改变这一过程,Wilson及其团队-包括主要研究作者Yvette Fisher,神经生物学研究员;医学博士/博士生路珍妮;和研究助理Isabel D'Alessandro进行了一系列将虚拟现实与高功率显微镜相结合的实验。

免责声明:本文由用户上传,如有侵权请联系删除!