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解码多感官大脑整合在导航中的作用

时间:2025-03-14 12:00来源: 作者:

研究人员利用果蝇的复杂行为展开了一项研究,旨在理解基于大脑的导航机制。通过美国国立卫生研究院(NIH)提供的650万美元资助,他们计划解码果蝇如何整合来自触角、眼睛和平衡器官的多感官信息,尤其是在传感器之间发生冲突时。该研究利用了最新绘制的连接组和先进的基因技术,其成果可能为人类神经功能提供新的见解。

关键事实

  • 研究旨在探索果蝇大脑如何处理和整合多感官信息,尤其是在传感器之间出现分歧时。

  • 果蝇的全脑连接组最近已被绘制完成,同时开发了一个可基因修饰的果蝇库,为研究提供了重要支持。

  • 除了康奈尔大学的Cohen教授实验室外,约翰霍普金斯大学、普林斯顿大学和范德堡大学等机构的实验室也参与了该项目。

研究背景

强大的导航能力对生存至关重要,但也极其复杂:想象一下飞行中的果蝇所展现的速度和敏捷性。由康奈尔大学文理学院物理学教授Itai Cohen领导的多学科研究团队将利用果蝇(Drosophila melanogaster)研究大脑如何从多感官信息中形成一致的感知,纠正扰动引起的错误,并生成稳健的行为。

研究目标

该项目由美国国立卫生研究院神经疾病与中风研究所提供的650万美元资助,旨在揭示果蝇大脑如何整合来自触角、眼睛和平衡器官的感官信息。Cohen教授表示:“我们的目标是理解果蝇在传感器一致和冲突时如何整合感官信息。”

研究人员还将探讨果蝇是否会优先使用某些传感器,以及这种优先级是否会随环境条件变化,就像人类在黑暗中可能依赖触觉而非视觉导航一样。

研究优势

果蝇为研究人员提供了丰富的复杂行为、完整的脑连接组(所有神经元及其连接)以及强大的基因和生理工具。此外,该研究还利用了该领域的最新进展:果蝇的全脑连接组已于今年绘制完成并发布,同时开发了一个新的基因修饰果蝇库,其中单个神经元可以通过光激活或关闭。

研究方法

研究人员将建立新的尖端设施,结合视觉、风和磁扰动技术,测量果蝇的翅膀和身体运动。除了Cohen教授的康奈尔实验室外,参与该项目的实验室还包括:

  • 约翰霍普金斯大学机械工程系的Noah Cowan;

  • 普林斯顿大学神经科学研究所的Brad Dickerson;

  • 凯斯西储大学生物学系的Jessica Fox;

  • 加州大学圣巴巴拉分校分子、细胞与发育生物学系的Sung Soo Kim;

  • 范德堡大学生物科学系的Marie Suver。

研究意义

通过该资助培训的学生和博士后研究人员将能够访问这些实验室的设施。这项研究不仅有助于理解果蝇的导航机制,还可能为人类神经功能和相关疾病的研究提供重要启示。

参考文献
Source: Cornell University
Original Research: Supported by NIH Institute of Neurological Disorders and Stroke.

(责任编辑:泉水)
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