果蠅幼蟲避光行為的神經迴路表征

《果蠅幼蟲避光行為的神經迴路表征》是依託浙江大學，由龔哲峰擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：果蠅幼蟲避光行為的神經迴路表征
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：龔哲峰
• 項目類別：面上項目

項目摘要

了解大腦神經元是如何發放以造成各種行為和心理現象，是神經科學研究的重要目標之一。目前，各種模式動物的神經元聯接組正在被解開，但是動物行為是如何在神經元水平被編碼的仍舊不清楚。在本研究項目中，我們將解析幼蟲避光行為的完整神經迴路基礎，並採用在體鈣成像技術來監測果蠅幼蟲在避光反應過程中的神經元發放模式，重點是與特定的視覺刺激和特定運動模式相關的迴路神經元發放模式.在此基礎上，我們將獲得整個避光神經元迴路在從光刺激到行為運動輸出全部過程中的發放模式。我們還將採用行為遺傳學，組織化學以及光遺傳學等技術方法對迴路網路結構以及迴路神經元發放模式與整個避光行為過程的對應關係進行確認。我們的研究工作將會極大的增加我們對於動物行為和心理的神經機制的了解。

結題摘要

果蠅幼蟲由於身體透明，適合做無創的行為同步的神經元成像信號觀察。本項目的主要目的是以避光行為為基本模式觀察避光相關的迴路神經元在完成避光行為時的鈣成像發放模式，以獲得直觀的行為的神經編碼方式信息。我們所開展的研究主要包括以下內容：1. 搭建自由行為同步的神經元鈣成像系統，該系統可以同時監控幼蟲行為和神經元的鈣成像信號; 2. 結合行為學，神經元形態學和功能鈣成像技術，解析了避光行為相關的神經環路; 3. 通過計算機輔助的行為學分析，精確解析了神經通路與避光行為局部環節的關係。 我們所取得的結果包括：1. 完成了自由行為同步的實時鈣成像系統搭建，分別完成了行為視頻和神經元成像信號分析系統的硬體和軟體。但是由於對最關鍵的神經元鈣成像和行為記錄之間的協同環節要求很高， 該系統的時間性能仍舊不夠理想，因此沒有獲得我們理想的數據；2. 完成了一個視覺通路中上游神經元的複雜神經網路的構建，這個網路包括約15組神經元，基本覆蓋了從視覺信息初步加工到轉換為運動指令輸出這部分功能 ；3.鑑定了一條專門負責避光過程中的減速停頓行為的神經通路。這部分工作揭示了幼蟲避光行為的完整的功能環路，為我們透徹了解感覺信息轉換為運動行為輸出的神經機制打開了大門。