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研究人员发现神经机制与果蝇的分钟决策过程gydF4y2Ba
![oviDN [Ca2+] dips during ovulation, rises for seconds to minutes and peaks immediately before the abdomen bend for egg deposition. a, Behavioral sequence of egg laying. b, Egg expressing GCaMP3 in the body. Steps correspond to a. Insets show close-ups, with over/undersaturated pixels in red/blue; main panels show over/undersaturated pixels in white/black. c, Behavioral progression. Lines connect single egg-laying sequences. d, Schematic of wheel. e, Single oviDNb traced from light microscopy images. Blue arrow indicates soma in brain, green arrow indicates outputs in the abdominal ganglion. f, oviDN somas on the right side of the brain labeled by oviDN-SS1. g, oviDN ∆F/F and behavior during laying of two eggs by the same fly. ∆F/F is smoothed with a 2 s boxcar filter. Images are z-projection of selected imaging slices, with labels referring to oviDNa and oviDNb (oviDNa is partially obscured by oviDNb). h, Population-averaged oviDNb ∆F/F aligned to the end of the abdomen bend for egg laying. Light gray shading represents ±s.e.m. throughout; 43 imaging traces from 41 egg-laying events associated with nine cells in eight flies. The number of traces exceeds the number of egg-laying events because for two eggs we imaged oviDNb on both sides of the brain. Behavioral events shown below. i, Schematic of abdomen bend. θ denotes ‘body angle’ and length is neck–ovipositor distance. j–l, Mean oviDN ∆F/F and behavior aligned to events in h: ‘ovulation start’ (j), ‘search start’ (k) and completion of abdomen bend (l). ‘Normalized length’ is the length given in i divided by its median (Methods). Shorter, thicker arrows indicate when abdomen bend for egg deposition is complete. A subsequent (stronger) bend is, presumably, for cleaning the ovipositor. m, oviDN ∆F/F during individual egg-laying events, smoothed with a 5 s boxcar filter. Black line, mean. n, Mean oviDN ∆F/F during egg laying for all seven flies that laid three or more eggs, smoothed with a 5 s boxcar filter. A single GCaMP7b fly is shown in gray. NP, Nippon Project; Ave., average; 2-p, two-photon; Ephys, electrophysiology; Max., maximum. Credit: Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06271-6 研究人员发现神经机制与果蝇的分钟决策过程gydF4y2Ba](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2023/researchers-discover-n-16.jpg)
父母曾竭尽全力给他们的孩子最好的开始生活正确的学区,钢琴课,正畸治疗。果蝇并无不同,即使成功设置他们的后代更基本的:如果你是一只苍蝇,找到合适的地方把你的蛋,他们将是安全的从蜘蛛和死亡是人生最重要的一个决定你会做。gydF4y2Ba
现在,一项新的研究发表在gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba阐明了如何gydF4y2Ba果蝇gydF4y2Ba考虑他们的选择而决定把eggs-findings能够建立一个对理解人类如何使教育和基础gydF4y2Ba战略决策gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
“我们发现了一个rise-to-threshold钙信号的gydF4y2Ba苍蝇的大脑gydF4y2Ba最终指导几个选项之间的选择,在这种情况下,地方下蛋”,第一作者Vikram Vijayan说,洛克菲勒的实验室的博士后集成戈比•迈为首的大脑功能。”这是一个重要的一步理解,一般来说,如何在大脑信息处理转化为离散的行动。”gydF4y2Ba
做决定的时间gydF4y2Ba
所有的决定都不是平等的。一些很容易在眨眼之间如果岩石是呼啸而过你的脸,你会鸭没有太多的想法。但是其他人,如在一家餐厅点了一个主菜,根据重量不同的选项,可能需要几分钟时间。gydF4y2Ba
这就是苍蝇的情况考虑离开他们的鸡蛋。Vijayan建了一个小研究,可旋转,跑步机,允许head-fixed苍蝇走过不同的表面不同蔗糖浓度,模拟不同部分的水果,他们可能会遇到在现实世界中。因为苍蝇走在的地方,研究人员可以测量gydF4y2Ba大脑的活动gydF4y2Ba随着昆虫仔细阅读选项。gydF4y2Ba
与此同时,研究人员追踪到一组特定的脑细胞被称为产卵下行神经元(oviDNs),通常,在之前的工作中,一直与产卵能力。gydF4y2Ba
研究人员试图了解这些细胞的活动是否会通知何时何地苍蝇产卵。以前的工作在神经科学已经证明,decision-making-related细胞表达活动,上升到一个阈值水平时决定。然而,这些过去的信号只有被证明超过几秒钟或更少,这意味着他们可以解释一个人当一块石头是呼啸而过,但不是别人如何选择他们在餐馆吃饭。gydF4y2Ba
通过成像oviDNs的活动,研究人员发现钙信号上下波动苍蝇检查不同的产卵选择,最终达到阈值或峰值水平目前产卵了。过去在这里工作推进,不断上升的过程可能需要一分钟或更多达到阈值,提供一个机制来决定这个长时间表。gydF4y2Ba
最初,研究者仅仅观察神经元过程;但是后来,他们小心翼翼地开始调整过程是否会影响决策。有时,Vijayan激活神经元rise-to-threshold过程加快。当他这样做时,他注意到鸡蛋一旦出现神经元活动达到阈值,确认产卵的决定确实与这个过程达到阈值。gydF4y2Ba
“一般说来,已经很难有因果联系与行动启动阈值穿越任何动物,“Vijayan说。”,但在这种情况下,我们发现rise-to-threshold过程导致一个动作发生。”gydF4y2Ba
在其他时候,Vijayan轻轻地抑制oviDNs,延长的时间过程中,他们参与达到阈值。苍蝇在那些实验中需要更长的时间来做出决定,当他们做了,苍蝇也做出更准确的决定。也就是说,他们把更多的蛋基质匹配他们的偏好在野外。gydF4y2Ba
这一发现表明人类已经嫌疑犯经常的事情,我们愿意重选项越多,我们就越有可能选择一个更好的,从而做出更好的决策。“苍蝇也是如此。苍蝇在探索的时间越多,他们越倾向于选择一个选项,大概可以确保更好的后代的生存,”Vijayan说。gydF4y2Ba
的新途径gydF4y2Ba
研究人员认为,这项研究可能最终的结果通知决策过程如何展开在哺乳动物,甚至人类。gydF4y2Ba
“这项工作让我们想象一个类似的rise-to-threshold过程可能存在在我们自己的大脑早上我们选衣服穿,一个任务就像一个苍蝇的表现,”迈蒙说。他还指出,如果我们能了解分钟决策过程在健康的大脑工作,这只能帮助通知,方法治疗神经精神疾病,需要改变决策能力在这个时间表。gydF4y2Ba
下一步,犹太和Vijayan想了解的分子机制,使上升的信号,用于构建决策。“钙信号在这些神经元有时上下运动的原因我们不能解释。我们探讨一个把相对化学成分的选择解释钙信号的上升和下降。探索其他因素可以帮助我们更全面地了解这一过程的展开,因此如何分钟决定是由动物在自然界中,”迈蒙说。gydF4y2Ba
更多信息:gydF4y2Ba加比•迈,rise-to-threshold过程相对价值的决定,gydF4y2Ba自然gydF4y2Ba(2023)。gydF4y2BaDOI: 10.1038 / s41586 - 023 - 06271 - 6gydF4y2Ba。gydF4y2Bawww.nature.com/articles/s41586 - 023 - 06271 - 6gydF4y2Ba