蒼蠅的大腦如何計算它在空間中的位置

導(dǎo)航并不總是按計劃進(jìn)行——這是蒼蠅學(xué)習(xí)的一課，當(dāng)強(qiáng)烈的逆風(fēng)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(cè)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(dāng)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(jìn)方向是神經(jīng)科學(xué)中的一個謎。

一項新研究報告稱，果蠅大腦有一組神經(jīng)元，無論頭部指向哪個方向，都可以發(fā)出身體行進(jìn)方向的信號，從而在解開這個謎團(tuán)方面取得了重大進(jìn)展。發(fā)表在《自然》雜志上的研究結(jié)果還詳細(xì)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(jīng)元不僅向蒼蠅的行進(jìn)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(jīng)科學(xué)家Gaby Maimon說。Maimon 實驗室的研究生、第一作者 Cheng Lyu 補(bǔ)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(zhuǎn)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(dāng)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(nèi)部理解。在 1980 年代，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)一組稱為頭向細(xì)胞的細(xì)胞在讓我們知道自己的角度方向方面起著關(guān)鍵作用，后來發(fā)現(xiàn)果蠅也有類似功能的細(xì)胞。細(xì)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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