我国科学家探索果蝇记忆奥秘再获突破 NATURE杂志以
“Article”形式发表我所刘力研究员主持完成的新成果
[ 作者：创新文化建设与政策研究室 | 日期：2006-02-08 ]
2006年2月2日，国际著名学术期刊Nature以“Article”的形式发表了题为《果蝇脑对两种视觉参数的记忆》（“Distinct memory traces for two visual features in the Drosophila brain”）的研究论文，这一最新发现表明：果蝇个体很小，大脑却相当复杂，其视觉记忆功能需要脑中特定神经元形成回路来完成。Nature同期发表的评论文章认为：这项工作清晰地表明，通过遗传学手段使果蝇成为研究神经结构及其功能的较好模型。事实上，在定位记忆方面可能是最好的模型。
该文章的第一作者为中国科学院生物物理研究所刘刚博士。这项科学研究是由中国科学院生物物理研究所刘力研究员领导的课题组与国外科学家合作共同完成的。这一研究成果首次证明了果蝇中心脑内－扇形体结构，参与了视觉图形识别过程。具体说，就是扇形体内由神经元树突分支构成的两层水平片状结构，它们分别具有记忆图形重心高度信息和记忆图形朝向信息的功能，从而使果蝇有效地分辨重心或朝向不同的图形。
在自然界中，果蝇可以根据图形本身所具有的一些参数，如大小、颜色、重心高度和图形朝向等，来完成对相应视觉图形的识别并形成记忆。但是基于这种图形识别的结构基础是什么，也就是果蝇脑中神经元是如何构成功能回路来完成记忆的，却是科学家们不了解、一直在探讨的问题。
在这项研究的实验过程中，果蝇被固定在视觉飞行模拟器上，可以选择具有两种不同参数的图形（条件刺激）。当果蝇飞向一种图形时，将受到热惩罚（非条件刺激），而飞向另外一种图形时不受到热惩罚，通过这样的条件化训练，在没有惩罚的情况下，果蝇会选择飞向不受惩罚的图形，而回避另外一种图形。果蝇的这种行为是操作式的，即果蝇通过自身的飞行控制着热惩罚的出现与否。
果蝇的学习与记忆依赖于腺苷酸环化酶。腺苷酸环化酶被认为是偶联条件刺激和非条件刺激的分子位点，不同类型的学习需要不同脑区中腺苷酸环化酶的参与。作者采用分子遗传学方法，选择性地在腺苷酸环化酶缺失果蝇的特定脑区中恢复腺苷酸环化酶功能，并在上述行为实验中检验果蝇对视觉图形的记忆能力。
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