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2007年6月30日 星期

面对两难境地 果蝇快速抉择
科学家研究发现其脑中蘑菇体发挥关键作用
董纯蕾

  本报讯 (记者 董纯蕾)当机立断或犹豫不决,原来不是人类的专利。果蝇也会踌躇,懂得权衡利弊,能在两难境地中作出快速抉择。中科院上海生命科学研究院神经科学研究所郭爱克院士领导的学习与记忆研究组,经过6年的深入研究,发现了果蝇的抉择能力及其“法宝”,并期待顺着这一思路找到果蝇能与人类共享的、关于抉择的“奥秘”。国际权威学术期刊《科学》(Science)昨天以报告形式,发表了这一最新研究成果。值得一提的是,这是该研究组自2001年以来第三次在《科学》上发表文章。

  果蝇轻松趋利避害

  设定高处目标是果蝇应该盯飞的方向,低处则有红外激光等着“伺候”;设定绿色是正确的颜色选择,蓝色便意味着激光惩罚。在一系列设计周密的实验中,研究人员给被困于飞行模拟器中的果蝇出了一道左右为难的选择题。结果发现,果蝇在4分钟内就有了明确决定,且“思路”清晰:趋利避害——在颜色和高度的“十字路口”选择惩罚力度相对较轻的那条“路”,只有当两种惩罚不相上下,徘徊不定的果蝇才会放弃选择。改变游戏规则,让果蝇再作一次抉择,也没问题——它能顺势“改弦易辙”。

  多巴胺与蘑菇体联手

  进一步的基因实验显示,负责果蝇抉择过程的“首席执行官”有两位,除了被视作脑内价值评估、权衡利弊的“神经货币”的多巴胺,还有一直被人们认为是嗅觉记忆中枢的蘑菇体。多巴胺系统的神经末梢,将可能发生的惩罚消息迅速“通知”蘑菇体,它们俩在果蝇脑内仿佛联手构建了神经环路中的一道“门”,给强信号“放行”,把弱信号“扣下”。就这样,果蝇有了明确的抉择。

  对人脑研究有借鉴

  人称生命科学“万能钥匙”的果蝇,在探索遗传、发育、暴力、交配、疾病等机制的多种科学实验中十分常见,但很少用作大脑认知的模型。以果蝇为模式动物来研究抉择这一极其复杂的脑过程,郭爱克实验室在国际上是第一家。

  郭爱克院士指出,如果把果蝇脑内的“多巴胺——蘑菇体”回路, 对照人脑中的“多巴胺——前额叶”回路,或许能提出抉择的简约版脑模型,为人类抉择的神经环路原理研究提供某种可能的借鉴。


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