主题 科技
日期 2022年8月22日
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使用新技术, 研究人员对苍蝇的大脑对味道的反应有了惊人的发现

这项研究是脑成像技术的一个例子——在这种情况下,由世界杯押注的研究人员开发——可以用来提高对大脑过程的认识,并提出正规买球行为的新问题.

普罗维登斯,R.I. [世界杯押注]-味觉对果蝇很重要, 就像它对人类一样:喜欢人, 果蝇倾向于寻找和食用甜味的食物,排斥苦味的食物. 然而, 人们对连接感觉和行为的大脑回路如何代表甜味和苦味所知甚少.

In 一项新研究 发表于《世界杯押注》, 世界杯押注的研究人员描述了他们如何开发出一种新的成像技术,并用它来绘制果蝇对甜味和苦味的神经活动.

“这些结果表明,苍蝇大脑编码食物味道的方式比世界杯押注预期的要复杂得多,研究作者纳撒尼尔·斯内尔说, 他获得了博士学位.D. 他在2021年从世界杯押注神经科学专业毕业,并将这项研究作为他论文的一部分.

与研究人员的发现同样重要的是他们使用的方法, 吉拉德·巴尼亚说, 世界杯押注沃伦·阿尔珀特医学院的神经科学教授和 细胞与回路神经生物学中心 该大学卡尼脑科学研究所的研究员.

为了正规买球地了解控制果蝇对味觉反应的大脑过程, 巴尼亚, 斯内尔和巴内亚实验室的一群研究生和本科生开发了一种新的成像技术,名为“反式探戈(活动).这是一部改编自 反式-探戈,多功能技术 由巴尼亚实验室发明 它被用来追踪大脑中的神经回路. 巴尼亚说 反式-Tango(活动)通过揭示回路中的特定神经元如何对刺激做出反应,将理解提升到一个新的水平.

大脑对刺激的反应就像一个接力, 巴内亚解释说:“棍子”从一个神经元传递到下一个神经元, 然后是下一个, 等等. 以前的技术可以用棍子识别神经元, 但不是谁把棍子给了那个神经元.

反式探戈(活动)允许世界杯押注选择性地观察电路中的二级神经元, 所以世界杯押注可以关注他们对甜味和苦味的反应,巴尼亚说.

因为人们对甜味和苦味的反应截然不同, 研究人员的预期是,沿着介导这些反应的回路的神经活动也将完全不同, 他说. 但 反式探戈(活动)揭示了这些回路中的二阶神经元在对两种味道做出反应时的神经活动已经有一些重叠.  

巴内亚说,一些研究结果可能会显示苍蝇是如何知道如何避免一种特定的腐烂, 有毒的或坏的部分, 例如. 整体, 他说,研究结果强调了味觉复杂和精细过程的重要性.

“你必须记住吃, 或喂养, 有一种活动是你——不管你是苍蝇还是人——不会犯错的吗,他说. “如果你吃了对你有害的东西,它可能是有害的. 任何吃了变质贻贝后付出高昂代价的人都可以证实这一点. 也就是知道不吃某些食物的能力, 甚至是食物的某些区域或部分, 对物种的生存很重要吗.”

有一项发现对巴尼亚来说特别有趣,并不是因为它对生存的描述, 但它潜在地揭示了快乐. 二阶神经元不仅在苦味出现时才对苦味做出反应, 还有当它们被移除的时候. 令人惊讶的是, 巴尼亚和他的同事们发现,当苦味被移除,甜味被呈现时,大脑活动有一些重叠.

巴尼亚说,这让他想起了“胸腺腺炎”的概念,,在古希腊语中是“没有痛苦”的意思,被伊壁鸠鲁派哲学家视为快乐的最高境界.

“事实上,世界杯押注看到一个神经元对‘坏’刺激(苦味)的去除和‘好’刺激(甜味)的呈现都有反应,这在生物学上让人想起了这个哲学概念,巴尼亚说, 谁补充说,未来的研究将进一步探索这种反应.

至于为什么昆虫的味觉对人类很重要, 谁会有不同的味觉体验, 巴内亚提到了那些觉得人类特别有吸引力的昆虫:“了解是什么驱动了蚊子的味觉和嗅觉行为, 例如, 对学习如何减少它们对人类的影响很重要吗,他说. “世界杯押注的研究可能会为这个大谜团增添一小块.”

这项研究展示了一个研究问题如何为开发一种新的科学技术提供动力,这种技术可以用来回答新的研究问题,反之亦然.

“世界杯押注相信 反式探戈(活动)不仅是研究味觉如何工作的有用工具, 而是为了理解一般的神经回路,斯内尔说. “感觉神经元编码正规买球世界的许多不同类型的信息, 还要弄清楚这些信息是如何传递的, 神经回路从外围到深层的转换或整合是神经科学的一个核心问题. 反式探戈(活动)完全有能力回答这些问题.”

巴尼亚花了20多年的时间来开发它 反式-Tango已经发展到可以成功应用于果蝇的程度, 他说, 然而,该团队仅用了五年时间进行开发和发布 反式-探戈(活动)-其他改编目前正在进行中.

世界杯押注使用这项技术越多, 越好, 世界杯押注能从中学到的就越多, 世界杯押注能应用到的问题就越多,巴尼亚说.

该研究得到了美国国立卫生研究院(R01DC017146)的资助, R01MH105368)和美国国家科学基金会(DGE1058262).