Nature新研究发现了雌性果蝇是如何专注于它们的敌人的

　　新的研究使用了Janelia开发的先进工具来展示攻击性雌性果蝇的视觉是如何被调节的，以专注于重要的事情。

　　

在大多数研究实验室里，科学家们对他们为什么要进行一个研究项目的看法是一致的。

但是，HHMI Janelia研究校区的Rubin实验室并不是一个普通的研究实验室。

该实验室正在研究攻击性如何影响雌性果蝇的视力，但Janelia高级小组组长Gerry Rubin并不太关心具体的答案。相反，他只是想看看他在过去十年中建立的神经科学研究工具是否足以揭示起作用的潜在机制。

另一方面，博士后Katie Schretter对了解果蝇大脑中的神经元如何协同工作来帮助果蝇专注于它的对手很感兴趣——这些信息将使Schretter能够追求更多关于社会行为是如何被调节的问题。

由Rubin和Schretter领导的新研究满足了这两个动机：它使用了Janelia开发的开创性工具来展示攻击性雌性果蝇的视觉是如何被调节的，以专注于重要的事情。研究人员利用果蝇的连接组——大脑所有神经元及其连接的接线图——和转基因果蝇，揭示了昆虫的神经元和电路如何协同工作，在不同情况下灵活地控制视觉信息。

揭示像攻击性这样的社会行为是如何在神经元和电路的水平上控制果蝇的视觉的，可以为包括人类在内的其他动物的类似机制提供洞见。增加对感觉信息和社会行为之间联系的了解可能有助于科学家更好地理解和治疗神经精神和神经发育障碍。

Schretter说：“了解和模拟多感官线索是如何进入的，以及它是如何融入社会行为的，这有助于未来对其他物种的研究，并有助于发现特定的治疗目标。”

专注于果蝇

研究人员之前已经确定了一组促进雌性果蝇攻击性的神经元，导致它们打架，并发现这些神经元在传递视觉信息的通路上交叉。这为科学家们提供了一个完美的起点，他们可以利用连接组来检查果蝇大脑根据当前需求调整视觉注意力所使用的确切神经元和回路。

就像在繁忙的高速公路上开车时，我们需要注意周围的汽车而不是风景一样，处于攻击状态的雌性果蝇必须注意附近即将与之战斗的果蝇，而不是四处寻找食物。

利用由Janelia研究人员和合作者开发的果蝇连接组，研究小组发现了促进攻击的神经元是如何与调节视觉输入的神经元相连的。这表明攻击性神经元正在调节视觉信息的流动，这样果蝇就可以专注于重要的事情。

有了这些知识，研究人员随后使用由Janelia等人开发的转基因果蝇来打开或关闭不同的神经元，以进一步探索这种调节是如何发生的。

研究小组发现，攻击性神经元使用三种不同的机制来调节视觉。其中一个回路包含兴奋性输入，将特定的视觉特征和果蝇的内部状态结合起来。另一种电路调节来自果蝇视叶的信息，第三种机制作为拨动开关，增加来自一个神经元子集的视觉信息的传输，减少来自另一个神经元子集的传输。

这些多重回路机制赋予果蝇自由和灵活性，使其能够根据环境的不同来调节其对视觉环境不同部分的注意力。研究小组还发现，在雄性果蝇求偶期间，类似的回路也很活跃，这表明不同的社会行为可能共享回路机制。

除了深入了解攻击性如何影响视觉之外，这项新工作还提供了一个框架，可以使用连接体来识别社会行为背后的神经元和电路——如果没有接线图，这些信息将很难获得。

对于Schretter来说，这项研究为进一步研究环境因素如何影响行为提供了一个起点。

Schretter说：“对我来说，作为一个行为主义者，我在博士和博士后阶段遇到的这些核心问题——感觉信息和内部因素是如何调节行为的，所有这些类型的问题——现在都可以在一个以前无法想象的水平上进行研究。我们现在有工具可以非常精确地追踪它们。”

对Rubin来说，这项新工作提供了一种结束感。现在他亲眼看到了他制造的工具的作用，他把注意力转向了其他的研究项目。

Rubin说：“这表明，人们可以做同样的工作，但动机完全不同，结果可能会把他们推向完全不同的方向。”