研究人员发现控制果蝇向后行走的脑细胞
维也纳分子病理学研究所(IMP)的研究人员成功地在高通量筛选中分离出了“月球漫步蝇”。科学家们对大量果蝇进行了筛选，发现它们似乎被锁在了倒车档上。迪克森和他的同事们能够将这些行走方向的变化追溯到大脑中特定神经元的活动。这项研究的结果将发表在最新一期的科学。
大多数陆地动物默认向前行走，但当它们感觉到前方道路上有障碍物或危险时，它们会切换到向后行走。改变行走方向的冲动很可能是由控制中枢神经系统局部运动回路的大脑下行神经元传递的。这种神经元输入可以通过调整单个腿部运动的顺序或时间来改变行走方向。
筛选行走方式改变的苍蝇
在目前的研究中，巴里·迪克森和他的团队旨在了解苍蝇在细胞水平上行走方向的变化。利用一种被称为热遗传学的新技术，他们能够识别出大脑中导致运动变化的神经元。他们的研究包括筛选大量的苍蝇特定的神经元被热激活，只有在30°C的温度下才产生某些行为，而在24°C的温度下则不会。研究人员分析了几千只苍蝇，寻找与对照动物相比，表现出不同行走模式的菌株。
月球漫步者神经元控制向后行走
使用热发生筛选，imp研究人员分离出四种在热激活下向后行走的果蝇。他们能够追踪到果蝇大脑中特定神经细胞的这些变化，他们称之为“月球漫步者神经元”。他们还可以证明，使用破伤风毒素使这些神经元的活动沉默，使果蝇无法向后行走。
在月球行走神经元中，下行mdn神经元的活动是苍蝇在遇到障碍物时向后行走所必需的。来自MDN脑细胞的输入足以诱导原本会向前行走的果蝇向后行走。上行月球行走神经元(MAN)促进持续的向后行走，可能是通过抑制向前行走。
“这是第一次确定具体的神经元它们携带着昆虫行走方向转换的命令，”该研究的主要作者Salil Bidaye说。“我们的发现为研究果蝇的整个行走回路提供了一个很好的切入点。”
尽管昆虫和人类在行走方式上有明显的差异，但在神经回路层面上很可能存在类似的功能。对昆虫行走的神经基础的洞察也可以在机器人领域产生应用。迄今为止，用于救援或探索任务的工程机器人都不能像动物一样健壮地行走。了解昆虫如何在神经元水平上改变它们的行走方向，将揭示实现这种强健行走行为的机制基础。
