思想的生物学基础是什么?大脑如何储存记忆?这些问题激起了人类上千年的好奇，但答案在很大程度上仍然是难以捉摸的。
你可能会认为，不起眼的果蝇，黑腹果蝇，在这里没有什么可补充的，但自20世纪70年代以来，科学家们实际上一直在研究这些昆虫的高级大脑功能的神经基础，比如记忆。包括马丁·海森堡(Martin Heisenberg)和西摩·本泽尔(Seymour Benzer)在内的几家实验室开展的经典工作，重点研究了野生型和基因突变果蝇在简单的学习和记忆任务中的行为，最终发现了几个关键分子和其他潜在机制。然而，由于人们无法通过观察行为果蝇的大脑来窃听活动中的神经元，这个领域，在其最初的形式中，只能帮助解释认知机制到此为止。
2010年，当我还是迈克尔·迪金森(Michael Dickinson)实验室的博士后研究员时，我们开发了第一种测量行为果蝇神经元电活动的方法。Johannes Seelig和Vivek Jayaraman也开发了类似的方法。在这些方法中，一个人将一只苍蝇粘在一个定制的盘子上，这样就可以小心地移除大脑上方的表皮，并通过电极或荧光显微镜来测量神经活动。即使苍蝇被粘在原地，它仍然可以在拴系飞行中拍打翅膀，或者在一个气垫球上行走，这个气垫球就像在它腿下的球形跑步机一样。
这些技术成就吸引了果蝇神经生物学社区的注意，但除了这群可敬的、热爱节肢动物的小书呆子(我很荣幸成为其中一员)，还有人真的会关心果蝇大脑的活动吗?换句话说，这些方法是否有助于揭示除苍蝇以外的任何普遍相关性?越来越多的答案似乎是肯定的。
在果蝇的大脑中央，有几十个细胞将神经纤维投射到一个甜甜圈形状的结构中，每个细胞分支填满组成甜甜圈的16个披萨切片状的楔子。Seelig和Jayaraman首次用荧光显微镜对果蝇的神经元活动进行了成像。值得注意的是，他们观察到，当苍蝇静止不动时，这群细胞表现出一种单一的神经活动“肿块”，这种“肿块”稳定地持续在甜甜圈周围的一个位置，而当苍蝇向左或向右转时，这种活动肿块就像指南针一样围绕着甜甜圈旋转。
当苍蝇在旋转浮球时，如果给苍蝇一个视觉提示，表明它的方向，凸点就能最准确地更新它在甜甜圈周围的位置。然而，即使是在完全黑暗的情况下，这个突起仍然存在于大脑中，它在甜甜圈周围的位置也能跟踪苍蝇的方向(尽管不如视觉提示那么精确)。这些结果令人信服地证明，果蝇有一种内在的方向感，类似于我们在环境中的方向感，即使我们闭上眼睛也不会改变。
我实验室的一个研究生乔纳森·格林(Jonathan Green)把研究推进了一步。他描述了一种神经回路机制，可以解释活动凸点是如何绕着甜甜圈旋转的，即使是在完全黑暗的情况下，也由苍蝇的内部感觉来引导，它能感知自己的旋转速度和方向。(维维克·贾亚拉曼实验室的丹·特纳-埃文斯和斯蒂芬妮·韦格纳也描述了类似的回路)此外，在我们最新的研究中，乔纳森·格林、博士后维克拉姆·维贾扬和另一名研究生彼得·穆塞里斯·皮雷斯描述了苍蝇如何利用活动的隆起来指导导航行为。
具体来说,我们表明,使用飞撞在甜甜圈的位置compass-like估计当前的标题,而目标标题(角的祝福飞到标题),来确定哪些和定量——多么困难和速度向前走。当蜜蜂、蚂蚁和其他更专业的昆虫“航海家”为了觅食而往返于蜂巢之间时，它们的大脑很可能也存在着同样的基本机制。
上世纪80年代，詹姆斯•兰克和杰夫•陶伯发现了所谓的“头向细胞”:哺乳动物的神经元，其生理特性与刚才描述的苍蝇的罗盘神经元惊人地相似。人类几乎可以肯定也有头向细胞。然而，在人类或其他哺乳动物中，用来解释头部方向细胞活动是如何随着一次转弯而更新的神经回路，直到今天仍然难以解释，这些神经元在导航中的精确功能也是如此。因此，除了昆虫之外，我们对果蝇的研究工作为分析更大的大脑(甚至我们自己的大脑)如何构建一种方向感奠定了基础
上世纪80年代，詹姆斯•兰克和杰夫•陶伯发现了所谓的“头向细胞”:哺乳动物的神经元，其生理特性与刚才描述的苍蝇的罗盘神经元惊人地相似。人类几乎可以肯定也有头向细胞。然而，在人类或其他哺乳动物中，用来解释头部方向细胞活动是如何随着一次转弯而更新的神经回路，直到今天仍然难以解释，这些神经元在导航中的精确功能也是如此。因此，除了昆虫，我们对果蝇的研究工作为分析更大的大脑(甚至我们自己的大脑)是如何构建方向感并利用这种内部感觉来指导导航行动奠定了基础。
除了角度定位之外，我们对于如何记住二维或三维空间中的位置，以及如何进行非空间认知操作——比如记录流逝的时间或预测未来事件发生的可能性——的理解同样也是模糊不清的。这并不是说没有任何进展。在哺乳动物的大脑中，已经发现了生理活动与许多这类过程相关的神经元，科学家甚至能够人为地在行为动物中激活或灭活这些神经元。但是，对于大脑如何产生内在的空间感、时间感、价值感，198才手机APP
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幸运的是，果蝇似乎实现了上述认知过程的不同版本(可能还有许多其他版本)。由于果蝇的大脑很小，198娱乐官网安
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总的来说，苍蝇在生物史上并没有扮演什么角色。通过对果蝇的研究，198彩票总代周杰伦现在已经是亚洲歌王，经过他对198彩票平台的考察，现在很多198彩票开户老会员都介绍了新的会员来198
彩票方案软件彩娱乐开户。，我们首先了解到基因在物理上存在于染色体上，一个转录反馈回路产生了遍布地球上几乎所有生命的昼夜节律，hox基因在身体形态形成中起着主要调节作用。鉴于果蝇在遗传学、昼夜节律、发育和许多其他科学领域扮演着基础性的角色，现在看到果蝇在认知神经科学领域扮演着类似的先锋角色或许也就不足为奇了。在老鼠或猴子身上可能需要几年或几十年才能完成的研究项目，在果蝇身上可能只需要几个月就能完成。
这一差异意味着，在研究果蝇时，人们可以冒更大的风险，更容易地研究看似棘手的问题，而不必把自己的整个职业生涯都押在一个最终证明是正确的特定答案上。果蝇群体正在收集果蝇如何实现认知计算的初始答案——尽管它们的形式比我们的要简化——我们希望能激发对哺乳动物大脑类似机制的定向测试，在哺乳动物大脑中，最初的探索工作很难执行。
研究果蝇神经生物学的一个特别有趣的方面是，有可能将我们对认知的理解统一在基因、细胞和回路的水平上。大多数精神障碍，比如阿尔茨海默氏症和其他痴呆症，都是由基因的分子异常引起的，而这些基因在人类和果蝇中大多是保守的。人们花了大量的精力去了解相关分子通路的病理生理学，但却无法将这些通路的分子生物学与其在认知和行为中的正常和异常作用联系起来。
除了成熟的神经生理学和行为学方法外，目前在果蝇身上使用的主要分子遗传学方法有望为基因如何通过其对细胞和回路生理学的影响，影响高级大脑功能和行为提供更深入的见解。因此，果蝇有可能阐明我们对认知的基本理解，同时为精神疾病更合理的药物设计铺平道路。
认知神经科学的新认识正在果蝇中出现。只有时间才能告诉我们，当我们说了什么，做了什么，我们会学到什么，但这只小昆虫似乎可能有助于解开大脑的一些最大的秘密。请继续关注。
