|成功案例 |联系我们
您现在的位置:官网首页 > 新闻资讯 > 公司新闻 >

科学家揭晓大脑控制方向相关机制

作者: 发布时间:2019-12-07 06:10

  “出门靠导航,方向靠左右”是现在的普遍现象。幻想一下,从地铁站走到拥堵的大街上,假如你是一名常客,或许只需一眼就能知道自己的方位。但假如你从未去过这个地铁站,你或许需求时刻来定位自己,留心周围的大街标志、商铺或翻开导航,不久,你才有了方位,并朝正确的方向动身。

  近来,有科学家在《Nature》上提醒了大脑定向体系的相关机制,行将自我定位的相关信息与环境地标相结合,这是准确导航的要害进程。Fisher研讨团队和Kim课题组别离经过研讨,答复了方向神经元怎么对地标方位作出保险的反响,怎么在新环境下敏捷定位的难题。

  doi.org/10.1038/d41586-019-03443-1

  用果蝇来研讨大脑定位体系是个极好的比如。研讨者发现方向神经元(heading neurons)坐落大脑中心复合体中的一个环状的椭球体(ellipsoid body)中,这些细胞对应着一切或许的方向,以供给一个能够用来导航的信号。

  坐落大脑中心复合体中的方向神经元(用荧光蛋白符号)来历:Tanya Wolff

  在了解的环境中指明方向

  Fisher等人开端测验视觉环神经元和方向神经元之间的联络与改动,他们运用虚拟现实(virtual-reality,VR)体系——果蝇在浮球上行走,一系列灯火围绕着果蝇,并跟着其移动而同步闪耀,供给了视觉头绪,使果蝇能够定位自己。然后,当果蝇探究这个虚拟环境时,作者测量了从视觉环神经元到方向神经元的输入,此外还使用基因技能来按捺视觉环神经元的活动。

  成果发现,视觉神经元被特定视点的视觉头绪激活后,进而会按捺方向神经元,由于这种配对的特异性,视觉输入增强了方向神经元的挑选偏好。

  在新环境中敏捷定位

  Fisher等研讨者向果蝇展现了两种完全相同可是相距180°的视觉头绪,在一个含糊的环境中,半圈和全圈发作的视觉头绪是相同的。由于果蝇的方向神经元一次只能指向一个视点,所以它们会在两个相反的方向间重复转化,当把果蝇放入单一视觉头绪国际,发现视觉输入与方向网络的整个活动联络有时会发作180°改动,视觉输入对方向神经元的强度也有所改动。

  成果表明在新的环境中,视觉环神经元和方向神经元间能够构成新的联络,当然,简略的视觉改动是不行的,相反,上游视觉环神经元和下流方向神经元必须有一个和谐的激活反响,这导致它们之间按捺性突触衔接的强度下降,然后使方向神经元对视觉环神经元的按捺就变得不那么灵敏了。这种现象被称为联想可塑性(associative plasticity)。

  Kim 等研讨团队也做了互补试验,用恣意方向的视觉头绪影响果蝇的方向神经元,然后改动神经元的首选方向。影响期之后,发现方向神经元活动与视觉输入间的偏移坚持不变,这极大证明了视觉和方向感相结合的体系学习才能。

  结语

  这些研讨一起建立了果蝇的方向网络——经过视觉环神经元和方向神经元的联想可塑性,加深了咱们对发作方向感的神经机制的了解。

  此外,除了视觉头绪外,其他类型的头绪如光偏振等感觉输入、太阳等天象对果蝇的方向感影响也值得考虑,一起需求很多的分子和细胞作业来提醒体系中的突触可塑性规则,这意味着有很丰厚的研讨远景。

最新资讯: