導航并不總是按計劃進行——這是蒼蠅學習的一課,當強烈的逆風無視它們向前拍打的翅膀時,它們會向后分流。魚向上游游動,螃蟹側身掠過,甚至向左看向右看的人類也面臨著類似的挑戰(zhàn)。當頭部指向一個方向而身體在另一個方向移動時,大腦如何計算動物的行進方向是神經科學中的一個謎。
一項新研究報告稱,果蠅大腦有一組神經元,無論頭部指向哪個方向,都可以發(fā)出身體行進方向的信號,從而在解開這個謎團方面取得了重大進展。發(fā)表在《自然》雜志上的研究結果還詳細描述了蒼蠅的大腦如何從更基本的感官輸入中計算出這個信號。
“這些神經元不僅向蒼蠅的行進方向發(fā)出信號,而且還在以世界為中心的參考系中發(fā)出信號,”洛克菲勒神經科學家Gaby Maimon說。Maimon 實驗室的研究生、第一作者 Cheng Lyu 補充說,值得注意的是,這些昆蟲正在將身體參考的感官輸入轉化為世界參考信號,讓蒼蠅知道它正在旅行,例如,90 度在太陽的右邊或向北。
找個地方
即使當我們閉上眼睛時,我們通常也會清楚地知道我們在房間里的位置以及我們面對的方向。這是因為,即使在黑暗中,我們的大腦也會對我們在太空中的位置建立內部理解。在 1980 年代,科學家們發(fā)現(xiàn)一組稱為頭向細胞的細胞在讓我們知道自己的角度方向方面起著關鍵作用,后來發(fā)現(xiàn)果蠅也有類似功能的細胞。細胞的活動表明頭部指向的角度,類似于指南針如何指示一個人在環(huán)境中的方向。
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