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低等动物同样会有抉择

发布时间:2019-09-08 02:58 来源:未知 编辑:admin

  此外,小小果蝇的神经系统和人类也颇具相似之处,在人类的大脑中,活跃着大约1000亿个神经元,而果蝇只相当于人类的万分之一。因此,果蝇也已成为研究神经结构和定位记忆方面最好的生物模型。

  龚哲峰回到中科院生物物理所工作后,该项研究得到了课题组组长刘力的强力支持。于是龚哲峰着手订购了1000余个缺陷品系果蝇,希望能发现不怕光的果蝇幼虫,获得实验材料。

  “可能运气好吧。”回顾四年多来的艰辛付出,龚哲峰付之一笑,“这些结果还不足以阐述人类的喜好变化。不过,只要继续坚持做下去,它终会给我们带来惊喜。”

  在刘力的实验室里,记者见到了一套为果蝇量身打造的“飞行装置”。该装置可以呈现出不同的视觉图案正T和倒T字母,主要作用是教导果蝇“学习”。

  人们可能没有想到,嗡嗡作响、令人生厌的果蝇于20世纪初被遗传学大师摩尔带入实验室后,竟已成就了7位诺贝尔奖获得者。

  “我们通过分段表达绿色荧光蛋白,第一次在果蝇中成功检测到了该技术的应用,证明了PDF神经元和NP394神经元的上下游关系。”龚哲峰指出。

  被人称为“果蝇院士”的中科院院士郭爱克,是刘力和龚哲峰学生时代的共同导师。作为新中国第一位留德博士,郭爱克近年来已经连续3次在《科学》杂志上发表文章。

  果蝇容易饲养,平均一年30代的繁殖速度,使科学家们能够在较短的时间内培养出大量的特定种系。随着2000年果蝇基因组的测序完成,研究者更是可以准确、迅速地对其进行改造。

  “总之,上述研究成果的获得,小家伙们功不可没。果蝇和人类大脑在基本功能上有着相似性,探究果蝇视觉行为的深入机理,对我们自己大脑的解读颇有启示。”龚哲峰说。

  “果蝇是人类窥见自己复杂神经的一扇窗口。它结构简单,繁殖快速,易于改造,非常适宜做神经生物学的研究模型。”面对记者的疑问,龚哲峰道出了果蝇的妙处。

  2001年,郭爱克研究小组首次发现了果蝇具有简单抉择能力,并且“蘑菇体”参与其中;2005年,该小组继续深入“两难抉择”研究,发现了果蝇跨视觉和嗅觉记忆的“共赢机制”;2007年,他们则聚焦于面临冲突环境时果蝇价值抉择的神经环路机制。

  近日,中国科学院生物物理研究所研究员刘力、副研究员龚哲峰等初步揭示了果蝇幼虫中央脑的两对神经元足以调节果蝇幼虫对于不同光强条件的偏好行为的研究成果。这一成果日前在美国《科学》杂志在线发表。

  这些喜欢环绕着腐败水果飞行的小家伙,为什么会被生命科学家宠爱至极,并且占据生命科学研究舞台百年之久呢?

  物体进入人们的眼中,大脑会对图像分类后加以储存,从而构建出思维与情感,或者发出指令。那么,果蝇眼睛中的刺激传到脑中,又是如何学习和记忆的呢?

  然而,它虽然是有趣的课题,但人脑的复杂性使这样的研究很难简单实现。一次意外发现却给了龚哲峰启示:果蝇的幼虫伴随着自身的发育,会从年幼时喜欢黑暗变得逐渐热爱光线充足的地方。

  通过这套设备,就可以模拟出果蝇的学习过程,建立视觉、神经和行为之间的动态神经回路。

  “运气”是从确定课题方向开始的。在国外时,龚哲峰就常常会想起一个有意思的现象:当很多人经历匆匆岁月,偶然邂逅少年时代的初恋情人时,却发现完全找不到之前的感觉。而这种变化的神经基础却并未被人所知。

  要证明两个神经元之间的关系,首先要确定它们的突触距离是否足够近。而在果蝇不同的神经元中分段表达绿色荧光蛋白成了瓶颈。此时,国外的研究也首次报道在果蝇中应用了该项技术,和龚哲峰的体系颇有相似之处。

  这不正是与人类的偏好性类似的生物模型吗?龚哲峰深入思考后,毅然确定了自己回国后的研究方向。

  这个发现让该品系的果蝇顿时成了“宝贝”。 http://ecnacourses.com/guoying/439.html

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