神经科学家现在可以阅读苍蝇的思想

西北大学的神经科学家现在可以阅读苍蝇的思想。他们开发了一种巧妙的新工具，可以在行为或感官体验(例如闻到香蕉味)时激活神经元之间的活跃对话。映射各个神经连接的模式可以提供洞悉人脑工作基础的计算过程的信息。

在一项针对果蝇三个感觉系统的研究中，研究人员使用不同颜色的荧光分子标记了大脑中的神经元，以查看在数小时前发生的感觉体验中哪些连接处于活动状态。

突触是神经元交换信息的交流点。荧光标记技术是第一个允许科学家识别在复杂行为(例如避免热)过程中活跃的突触的技术。更好的是，荧光信号在交流事件之后会持续几个小时，从而使研究人员能够在显微镜下研究大脑的活动。

这项研究的负责人马可·加里奥(Marco Gallio)表示：“大脑的大部分计算都发生在突触级别，在此神经元之间相互交谈。” “我们的技术为我们提供了一个机会窗口，可以查看在特定行为或感官体验期间哪些突触参与了交流。这是一个独特的回顾性标签。”

Gallio是西北大学温伯格艺术与科学学院神经生物学的助理教授。

例如，通过读取荧光信号，研究人员可以判断出一次感官事件发生后，整整一个小时的蝇蝇处于高温还是低温状态都持续了10分钟。他们还可以看到，暴露在香蕉气味中的气味会激活嗅觉系统中的神经连接，而果蝇闻到茉莉花时会激活神经连接。

可以与其他模型系统一起用于神经科学研究的通用技术的详细信息已发表在《自然通讯》杂志上。

Gallio和他的团队想研究果蝇在执行复杂行为时的大脑活动，但是在显微镜下很难做到这一点。科学家们发现了使用基因工程的另一种方法。作者从在海ly中发现的绿色荧光蛋白基因开始，得出了三种不同的彩色标记，它们在活跃且彼此交谈的神经元之间的接触点(突触)亮起。操作结束后一到三个小时即可读取荧光信号。

该论文的通讯作者加利奥说：“不同的突触在不同的行为过程中是活跃的，我们可以看到具有三种不同标记的同一只动物。”

荧光的绿色，黄色和蓝色信号使研究人员可以在同一只动物中以不同颜色的感官体验标记不同的突触。荧光信号持续存在，以后可以在相对简单的显微镜下观察到。

研究人员研究了果蝇果蝇(Drosophila melanogaster)，这是一种用于学习大脑及其交流通道的模型动物。他们通过将它们新应用的荧光分子应用到飞行中最著名的感觉系统的神经连接中来对其进行测试：它的嗅觉，复杂的视觉系统和高度可调的热感觉系统。

他们将动物暴露于不同的感官体验中，例如热或光照以及闻到香蕉或茉莉花的味道，以观察体验中大脑中发生了什么。

为了创建标签，科学家将荧光分子一分为二，一半用于说话的神经元，另一半用于收听的神经元。如果蝇在暴露于香蕉味或高温中时这些神经元彼此交谈，则两半会聚在一起并亮起。这仅发生在主动突触传递的部位。

“我们的结果表明，我们可以检测出大脑中神经元之间特定的活动模式，将它们之间的瞬时交换记录为持久性信号，这些信号随后可以在显微镜下观察到，” Gallio说。

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