研究人員追蹤了蒼蠅在睡眠時(shí)解釋信息的能力

研究人員追蹤了蒼蠅在睡眠時(shí)解釋信息的能力，顯示大腦的哪些部分保持“清醒”。

這項(xiàng)由倫敦帝國理工學(xué)院研究人員領(lǐng)導(dǎo)并于今天發(fā)表在《自然》雜志上的研究首次展示了動(dòng)物大腦如何下意識(shí)地處理需要解釋的“顯著”信息，例如氣味。

當(dāng)我們睡覺時(shí)，我們可以對(duì)兩種刺激做出反應(yīng)。定量信息，比如一聲巨響或一記耳光，不需要特殊處理就能喚醒我們。然而，定性或“顯著”信息需要我們進(jìn)行一些潛意識(shí)處理——例如，如果有人在說話，他們是否在呼喚我們的名字?還是那是我們的寶寶在哭?

盡管這種現(xiàn)象已在人類中得到認(rèn)可，但由于其復(fù)雜性，在人腦中跟蹤處理過程要困難得多。然而，對(duì)于果蠅來說，整個(gè)“連接組”——神經(jīng)元及其在大腦中的連接圖——已經(jīng)被定義，這使研究人員首次能夠確定大腦的哪些部分參與了顯著的潛意識(shí)處理。

第一作者、帝國理工學(xué)院生命科學(xué)系的Alice French 博士說：“睡眠會(huì)讓你處于一個(gè)脆弱的位置，比如面臨被掠奪的風(fēng)險(xiǎn)。因此，包括人類在內(nèi)的動(dòng)物需要能夠?qū)撛谕{做出反應(yīng)，以便它們醒來并采取行動(dòng)。如果它是一種聲音，比如一聲巨響，我們的大腦需要做的處理相對(duì)簡(jiǎn)單。

“然而，為了主動(dòng)解碼我們周圍可能與我們無關(guān)的聲音和氣味，大腦的不同部分必須保持警覺?，F(xiàn)在，在果蠅中，它們與我們的共同點(diǎn)比你想象的要多，我們發(fā)現(xiàn)睡眠大腦的一個(gè)區(qū)域保持清醒以處理氣味。”

該團(tuán)隊(duì)測(cè)試了吃飽且休息的果蠅對(duì)數(shù)十種氣味的反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)厭惡的果蠅比有吸引力的果蠅更頻繁地喚醒果蠅。

研究人員能夠使用他們的“ethoscope”設(shè)置測(cè)試數(shù)千只蒼蠅，其中蒼蠅被單獨(dú)放置在管中并由自動(dòng)攝像系統(tǒng)監(jiān)控。一旦系統(tǒng)檢測(cè)到蒼蠅睡著了，就會(huì)釋放一股氣味，系統(tǒng)會(huì)記錄蒼蠅是否有反應(yīng)。

然后，該團(tuán)隊(duì)追蹤與熒光標(biāo)記相關(guān)的神經(jīng)元，追蹤從觸角(蒼蠅鼻子)到參與睡眠調(diào)節(jié)的大腦區(qū)域的突出神經(jīng)元鏈。他們能夠通過打開和關(guān)閉一些突出顯示的神經(jīng)元來確認(rèn)他們的結(jié)論，從而影響果蠅檢測(cè)氣味的能力。

標(biāo)簽：