LC10 - 跟踪果蝇的神经元

许多动物依靠视觉来检测，定位和跟踪移动的物体。雄性果蝇果蝇主要使用视觉线索与女性保持接近，并将她们的求爱歌曲指向她。来自Martinsried的Max Planck神经生物学研究所和Janelia研究园区(美国)的科学家现在描述了神经细胞，它可以检测和跟踪移动的雌性动物。结果表明，这些LC10细胞构成了传递视觉信息的重要途径，这对于果蝇的有效求爱是必需的。

成功交配的第一步是识别潜在的配偶。为了估计潜在配偶的种类，性别和接受性，雄性果蝇使用它们的嗅觉和味觉。如果结果是有希望的，那么男性会转向女性，并向一个翼展开并向她的方向振动。这位男性在跟随女性时唱歌的“翼歌”是求爱仪式的重要组成部分。然而，大脑如何从视觉线索中提取“潜在伴侣”之类的东西并启动面向目标的行为，仍然知之甚少。

马克斯普朗克神经生物学研究所的Alexander Borst科学家和Janelia研究园的Barry Dickson在果蝇中研究了这个问题。“眼睛”看到“仅仅是光线强度的二维变化在空间和时间上变化，”该研究的第一作者Ines Ribeiro解释道。“根据这些信息，大脑首先需要提取另一只苍蝇的形状，一种潜在的配偶，然后必须协调其动作以指导他在目标身上的行为。这非常复杂。”

在昆虫大脑中，视觉投射神经元将预处理的信息从眼睛传递到中央大脑中的区域。众所周知，某些类型的视觉投射神经元在飞行物种中的配偶识别和跟踪中起作用，其中雄性在飞行中追踪雌性，例如家蝇和苍蝇。因此，这些细胞也可以在果蝇大脑中发挥各自的作用。然而，到目前为止所描述的细胞类型仅响应于小的移动物体。由于果蝇雄性球场靠近雌性，她占据了大部分视野，使得她对于已知的视觉投射神经元来说太大了。“所以我们开始寻找另一种视觉投射神经元，以满足果蝇的需要，”Ines说。

一个有希望的候选者似乎是所谓的LC10细胞，其特异性尚不清楚。科学家们可以在行为测定中证明，LC10细胞证明了足够的男性足以让男性留在女性身边，并使翼展向她。这些细胞对飞行大小的移动物体起反应。事实上，“LC10细胞似乎相对于背景提取物体运动，这使得这些细胞在混乱的自然视觉场景中成为强大的物体探测器，”该研究的合着者Michael Drews解释道。此外，结果表明LC10细胞识别潜在配偶的当前位置。有了这些信息，下游的大脑电路便于女性跟踪。男性延长翼的频率和持续时间受到他的求爱觉醒状态的影响。

结果表明，视觉投射神经元的LC10细胞类型对于男性求爱行为的视觉引导方面都是必要和充分的。在脊椎动物大脑中，视网膜神经节细胞承担与视觉投射神经元相似的任务。因此，一种类型的视网膜神经节细胞也可能提供视觉和对象目标行为之间的因果关系。这可能是求爱，猎物捕获或不同的直接互动。