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果蝇具有抉择能力,在面对由颜色和形状两种视觉线索构成的冲突环境时,能根据两种线索所占的相对突显程度的不同做出明确的选择,盯飞权重人的目标组合而远离权重小的组合。但是这一行为的机制并不清楚。在本实验中,设置了由视觉目标重心高度和颜色构成的两难抉择环境,利用温度敏感型的突触传递突变体(shibirets1),通过控制果蝇在冲突环境中做选择时的温度,阻断特定脑区或者神经元的突触传递,来研究参与基于目标突显程度的视觉抉择环路和神经机制。
本研究发现果蝇脑中的蘑菇体结构(mushroom bodies)和多巴胺能神经系统(dopaminergic system)的突触传递对这一抉择过程非常重要。并且,抉择过程可以根据对蘑菇体和多巴胺能神经系统环路的需要与否分为两个阶段。第一个阶段为抉择建立期,这个阶段需要蘑菇体和多巴胺能神经系统环路的突触传递功能;第二个阶段为抉择结果的执行期,这一阶段既定的抉择行为的维持不依赖于蘑菇体和多巴胺能神经系统环路的功能。
通过免疫荧光组织化学实验,结果显示,蘑菇体结构和多巴胺能神经元系统在解剖结构上关系紧密。多巴胺能神经元的轴突侵入到蘑菇体的分叶中,并且这一部分侵入的轴突的发育依赖于蘑菇体结构的完整,提示蘑菇体和多巴胺能神经系统存在功能上的联系,而这一环路对于基于目标突显程度的视觉抉择的正常完成是必需的。