神经生物学家描述神经细胞检测运动受光的变化

能够看到的方向正对生存至关重要的东西。只有这样才能避免捕食者,捕获猎物,或者作为人类在现代世界中,交叉道路安全。然而,运动的方向并不明确表示在感光细胞的水平,而是必须由后续计算层神经细胞。Martinsried马克斯普朗克神经生物学研究所的科学家们已经发现,在果蝇中,四类神经细胞参与计算的定向选择信号。这是明显不同于数学模型的运动检测到目前为止讨论的文献。

穿过一条路的时候,有利于知道附近的汽车移动的方向。然而,个人感光细胞的眼睛只有亮度信号局部变化,一个像点是否变得明亮或黑暗。的方向运动发现在下游神经元网络。

亚历山大Borst和他的团队在马克斯·普朗克神经生物学研究所的揭开了大脑如何计算细胞通过细胞运动从光的变化。他们的模型是果蝇,硕士学位运动视觉,拥有一个相对较小的大脑。虽然有超过50000人神经细胞在果蝇大脑负责运动视觉,研究人员认为,网络是“简单”足以让他们了解电路在细胞水平上。在先前的研究中,他们已经表明,在苍蝇,类似于脊椎动物,在两条平行的途径,发现运动是一个用于移动明亮的边缘(ON-pathway)和一个移动的黑暗边缘(OFF-pathway)。

科学家们已经成功地识别第一个神经细胞果蝇“OFF-pathway称为T5细胞,感知运动的方向。这些细胞收到来自上游四个细胞,称为小梁网细胞。一系列基于双光子显微镜的实验,电生理学和行为分析表明,小梁网细胞被激活专门的“灯”的亮度变化。相比之下,T5细胞只有激活OFF-edges在一个特定的运动方向。所有四个小梁网细胞的信号所需的定向选择信号出现在T5细胞。“这是一个令人惊讶的发现,因为数学模型运动检测只涉及两个输入细胞,”艾蒂安Serbe报道,这项研究的两个主要作者之一。”另一个令人兴奋的发现是,脊椎动物的视觉系统偏离这些模型以类似的方式,”马蒂亚斯•迈耶说,其他作者。

亚历山大Borst和一个同事最近展示了许多共同特征的视觉电路苍蝇和老鼠(在自然神经科学杂志评论文章)。“这最近发现共性也表明,我们可以获得基本见解大脑的回路从飞”的调查,亚历山大Borst说。“我已经好奇我们会发现下一个运动电路。”