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▎藥明康德內(nèi)容團(tuán)隊(duì)編輯 生命誠可貴，愛情價(jià)更高,。但在大腦簡單,，只有約10萬個(gè)神經(jīng)元的果蠅（人腦大約有860億個(gè)神經(jīng)元）看來，愛情這東西,，有時(shí)還不如面包…… 圖片來源：123RF 近日,，伯明翰大學(xué)（University of Birmingham）的研究人員發(fā)現(xiàn)，同時(shí)缺乏性生活和食物的黑腹果蠅（Drosophila melanogaster）,，相比求偶會(huì)優(yōu)先考慮進(jìn)食,。并且，這一決定會(huì)受到食物質(zhì)量,、或動(dòng)物的內(nèi)部狀態(tài)等因素影響,。
▲該論文發(fā)表在Current Biology雜志上（圖片來源：論文頁面截圖）“在很多時(shí)候，我們需要在重要的事物中排出優(yōu)先級，以決定先做哪一件事,。而對于自然界中的動(dòng)物來說,，這可能意味著必須在覓食、交配或爭奪資源之間做出選擇,。”該論文通訊作者Carolina Rezaval博士說，“但動(dòng)物是如何知道該怎么做的,？通過研究果蠅,，我們可以理解它們的大腦是如何做出關(guān)鍵行為決定的，并破譯其潛在的神經(jīng)機(jī)制,?！?/span>在實(shí)驗(yàn)中，研究人員把雄果蠅放置到遠(yuǎn)離食物和雌性果蠅的地方,，然后讓它們選擇蔗糖或雌果蠅,。他們發(fā)現(xiàn)，在約15個(gè)小時(shí)饑餓條件的行為臨界點(diǎn)后,，雄果蠅總是把進(jìn)食需求置于交配需求上,。而一旦進(jìn)食，甚至只需幾秒鐘,，雄果蠅的注意力就會(huì)立刻轉(zhuǎn)向?qū)Υ乒壡髳邸?/strong>
▲雄果蠅在饑餓狀態(tài)下會(huì)優(yōu)先選擇進(jìn)食,，之后立刻轉(zhuǎn)向求偶（圖片來源：參考資料[1]）研究小組隨后利用遺傳工具，用熒光標(biāo)記標(biāo)記果蠅大腦中的神經(jīng)元,，并選擇性開啟或關(guān)閉少量神經(jīng)元,，以探索神經(jīng)反應(yīng)對行為的影響。他們還與牛津大學(xué)（University of Oxford）Scott Waddell教授的實(shí)驗(yàn)室合作,，利用雙光子鈣成像技術(shù)（two-photon calcium imaging）監(jiān)測神經(jīng)元,，從而能夠在果蠅做出面對攝食或交配的關(guān)鍵選擇時(shí)，精確定位果蠅大腦中激活的神經(jīng)元,。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,，酪胺（tyramine）信號通路是讓果蠅做出決定的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因素。其中,，表達(dá)促攝食酪胺受體（TyrR）的神經(jīng)元控制攝食,，P1神經(jīng)元?jiǎng)t指揮求偶。酪胺的生物合成受果蠅的營養(yǎng)狀態(tài)調(diào)節(jié),，并作為飽腹感信號,，抑制一部分TyrR，并激活P1,。相反,，對營養(yǎng)食物來源的感知在激活TyrR時(shí)抑制了P1。因此，這兩種神經(jīng)元在饑餓水平,、酪胺水平和食物供應(yīng)影響下互相競爭,。
▲控制果蠅進(jìn)行攝食或交配優(yōu)先選擇的神經(jīng)機(jī)制（圖片來源：參考資料[1]）Rezaval博士解釋說：“告訴果蠅去吃東西或去交配的神經(jīng)元本質(zhì)上是相互競爭的。如果進(jìn)食需求更迫切,，攝食神經(jīng)元就會(huì)接管,；而當(dāng)饑餓的威脅減少，那么繁殖的沖動(dòng)就會(huì)占上風(fēng),。”研究人員還發(fā)現(xiàn),，行為選擇還會(huì)受到其他因素的影響。例如,，當(dāng)面對糟糕的食物時(shí),，即使處于饑餓狀態(tài)，果蠅依然會(huì)放棄進(jìn)食選擇交配,。論文第一作者,、碩士Sherry Cheriyamkunnel表示：“果蠅實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可能揭示了動(dòng)物大腦做出決策的基本機(jī)制，并且這些機(jī)制可能是許多物種共有的,，但很難在哺乳動(dòng)物實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中進(jìn)行研究,。”未來,，研究人員希望探索果蠅更多的選擇行為機(jī)制,。比如，果蠅如何在食物和捕食者威脅中做出選擇,？或者如果雌性果蠅面對類似的選擇會(huì)發(fā)生什么,？成癮、帕金森病或阿爾茨海默病等已知會(huì)影響大腦決策的條件會(huì)如何影響選擇,？了解果蠅的大腦機(jī)制,，也有望幫助科學(xué)家探索復(fù)雜的人腦是如何工作的。[1] Cheriyamkunnel, S. J., et, al. (2021). A neuronal mechanism controlling the choice between feeding and sexual behaviors in Drosophila. Current Biology. DOI：https:///10.1016/j.cub.2021.07.029https://www./current-biology/fulltext/S0960-9822(21)00984-2[2] Food or sex? Fruit flies give insight into decision-making. Retrieved August 5, 2021, from https:///news/2021-08-food-sex-fruit-flies-insight.html[3] Sex- And Food-Deprived Fruit Flies Feast before Flirting. Retrieved August 6, 2021, from https://www./news/sex-and-food-deprived-fruit-flies-feast-before-flirting/
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