LC10 - nơron theo dõi ruồi giấm

Anonim

Nhiều con vật dựa vào tầm nhìn để phát hiện, định vị và theo dõi các vật chuyển động. Ruồi giấm ruồi nam chủ yếu sử dụng tín hiệu thị giác để ở gần một phụ nữ và chỉ đạo bài hát tán tỉnh của họ đối với cô. Các nhà khoa học từ Viện nghiên cứu thần kinh Max Planck ở Martinsried và khu nghiên cứu Janelia (Mỹ) đã mô tả các tế bào thần kinh, cho phép phát hiện và theo dõi một phụ nữ đang di chuyển. Kết quả cho thấy rằng những tế bào LC10 này tạo thành một con đường thiết yếu để chuyển tiếp thông tin thị giác cần thiết cho việc tán tỉnh hiệu quả trong ruồi giấm.

Bước đầu tiên hướng tới một giao phối thành công là nhận ra một người bạn đời tiềm năng. Để ước tính loài, giới tính và khả năng tiếp nhận của bạn đời tiềm năng, ruồi giấm đực sử dụng khứu giác và mùi vị của chúng. Nếu kết quả có triển vọng, nam quay về phía nữ, và kéo dài và rung một cánh về phía cô. Đây là "bài hát cánh" mà nam hát trong khi anh theo dõi nữ là một phần thiết yếu của nghi lễ tán tỉnh. Tuy nhiên, làm thế nào bộ não chiết xuất một cái gì đó như "người bạn đời tiềm năng" từ các đầu mối thị giác và khởi tạo một hành vi hướng mục tiêu, vẫn còn chưa được hiểu rõ.

Các nhà khoa học từ khoa Alexander Borst tại Viện nghiên cứu thần kinh học Max Planck và Barry Dickson tại Cơ sở nghiên cứu Janelia đã nghiên cứu câu hỏi này trong ruồi giấm. Ines Ribeiro, tác giả đầu tiên của nghiên cứu cho biết: “Đôi mắt” chỉ thấy “những thay đổi hai chiều về cường độ ánh sáng thay đổi theo không gian và thời gian”. "Từ thông tin này, não đầu tiên cần chiết xuất hình dạng của một con ruồi khác, một người bạn đời tiềm năng, và sau đó phải phối hợp các chuyển động của nó để điều khiển hành vi của mình tại mục tiêu. Điều đó cực kì phức tạp."

Trong não côn trùng, các nơron chiếu trực quan chuyển tiếp thông tin được xử lý trước từ mắt đến các khu vực trong não trung tâm. Được biết, một số lớp tế bào thần kinh thị giác đóng một vai trò trong sự công nhận giao phối và theo dõi trong các loài ruồi nơi con đực theo đuổi con cái trong chuyến bay, chẳng hạn như ruồi nhà và đom đóm. Những tế bào này do đó cũng có thể đóng một vai trò tương ứng trong não ruồi giấm. Tuy nhiên, các loại tế bào được mô tả cho đến nay chỉ phản ứng với các vật chuyển động nhỏ. Khi các sân bay trái cây nam gần nữ, cô chiếm nhiều lĩnh vực thị giác của anh, khiến cô trở nên quá lớn đối với các nơ-ron chiếu trực quan đã biết. "Vì vậy, chúng tôi đặt ra để tìm một loại tế bào thần kinh thị giác, phù hợp với nhu cầu trong Drosophila, " Ines nói.

Một ứng cử viên đầy hứa hẹn dường như được gọi là các tế bào LC10, có đặc trưng chưa được biết đến. Các nhà khoa học có thể chứng minh rằng các tế bào LC10 tỏ ra đầy đủ và cần thiết cho nam giới ở bên cạnh một phụ nữ và kéo dài cánh đối diện với cô. Những tế bào này phản ứng với các vật di chuyển có kích thước của một con ruồi. Trên thực tế, "các tế bào LC10 dường như trích xuất chuyển động đối tượng liên quan đến nền, làm cho các tế bào này phát hiện đối tượng mạnh mẽ trong những cảnh thị giác tự nhiên lộn xộn", Michael Drews, đồng tác giả của nghiên cứu giải thích. Ngoài ra, kết quả cho thấy rằng các tế bào LC10 nhận ra vị trí hiện tại của một người bạn đời tiềm năng. Với thông tin này, các mạch não hạ lưu tạo thuận lợi cho việc theo dõi nữ. Tần suất và thời gian mở rộng cánh của nam giới bị ảnh hưởng bởi trạng thái tán tỉnh của anh ta. Nếu cái gọi là các tế bào thần kinh P1, chỉ tồn tại ở nam giới, được kích hoạt trước trong bộ não nam nhân tạo hoặc bằng kích thích tố nữ, hiệu quả của các tế bào LC10 được tăng cường rất nhiều và do đó theo dõi trực quan và mở rộng cánh của nam giới.

Kết quả cho thấy loại tế bào LC10 của các nơron chiếu trực quan là cần thiết và đủ cho các khía cạnh trực quan của hành vi tán tỉnh nam. Trong não bộ có xương sống, tế bào hạch hạch võng mạc thực hiện các nhiệm vụ tương tự như các nơron chiếu trực quan. Do đó, có thể là một loại tế bào hạch hạch võng mạc cung cấp mối liên kết nhân quả giữa tầm nhìn và hành vi nhắm mục tiêu đối tượng. Điều này có thể là trong việc tán tỉnh, bắt giữ con mồi hoặc cho một tương tác trực tiếp khác.

menu
menu