一只果蠅在一個被做成浮動 3D 跑步機的小泡沫塑料球上行走。房間里一片漆黑，然而，記錄蒼蠅大腦中視覺神經元的電極傳遞著神秘的神經活動流，像正弦波一樣上升和下降。
當葡萄牙 Champalimaud 基金會的神經科學家 Eugenia Chiappe 第一次看到這些結果時，她預感到她的團隊取得了非凡的發(fā)現。他們從視覺神經元進行記錄，但房間很暗，因此沒有視覺信號可以以這種方式驅動神經元。
“這意味著不尋常的活動要么是一種人工制品，這不太可能，要么它來自非視覺來源，”Chiappe 回憶道。“在調查并排除干擾的可能性后，我確信：神經元忠實地跟蹤動物的腳步。”
幾年后，有了許多新的見解，Chiappe 和她的團隊現在在科學期刊Neuron上展示了他們的發(fā)現：一個連接腿和視覺系統(tǒng)的雙向神經網絡來塑造行走。
“我們發(fā)現中最顯著的方面之一是該網絡支持同時在兩個不同的時間尺度上行走，”Chiappe 說。“它在快速的時間內運行，以監(jiān)控和糾正每一步，同時促進動物的行為目標。”
追蹤神經“情緒”
“視覺和行動看似無關，但實際上它們緊密相關;只需在墻上選擇一個點，然后閉上眼睛嘗試將手指放在上面，”Chiappe 說。“不過，人們對這種聯系的神經基礎知之甚少。”
在這項研究中，該團隊專注于一種特定類型的視覺神經元，這種神經元已知與運動大腦區(qū)域相連。“我們想確定這些神經元接收的信號，并了解它們是否以及如何參與運動，”該研究的第一作者 Terufumi Fujiwara 解釋說。
為了回答這些問題，藤原使用了一種稱為全細胞貼片記錄的強大技術，使他能夠利用神經元的“情緒”，這種情緒可以是積極的，也可以是消極的。
“神經元使用改變接收神經元總電荷的電流相互交流。當神經元的凈電荷更正時，它更有可能變得活躍，然后將信號傳遞給其他神經元。另一方面，如果電荷越負，神經元就越受抑制，”藤原解釋說。
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