"群体效应"调节个体视觉反应的机制研究

脑和认知的一个有趣而又少有研究的题目是可变性（Variability），即神经系统的功能不是一成不变的，而是受多种内外因素影响和调控而上下波动的，例如有的运动员赛场上表现不出平时的水平。在高等动物中建立模型来研究行为可变性的分子细胞机理目前相对困难，利用果蝇为模式动物则具有很大优势。申请人研发了检测群体果蝇自由行走的动态视频自动追踪系统，用于研究群体对个体视觉反应的影响。研究中发现果蝇对于视动刺激的反应强度与周围果蝇的数目成正比，即群体会增强个体的视觉反应。申请人将利用分子遗传和行为分析方法，鉴定"群体效应"增强视动反应的主要感觉通路，测试二氧化碳,cVA 等社会性信号在此过程中的作用，并寻找社会性作用信号分子在其他行为系统中的功能。本项目旨在阐明群体对个体视动反应的调节这一社会性作用的机制，促进对感知行为可变性的神经物质基础的理解。

我们在工作中首先发现了果蝇群体的存在对个体影响的现象，并且以此作为契机通过这个有强大遗传工具的模式动物来系统、深入的探究社会性作用及其内在的分子细胞和神经环路机理。我们的实验证实，果蝇中存在着更广泛的社会性相互作用。我们实现了高效、直接的测量果蝇对于群体的亲和性。实验表明果蝇有较强的社会亲和性，该性质与果蝇的产地、性别、年龄、饥饿程度都无关，揭示了不仅这是一个新的行为类型，也具有特异的内在机制。进一步的研究主要集中在三个方面：a. 社会性作用的感知觉通路，b. 社会性作用的相关脑区，c. 社会性作用的关键基因。感知通道的剥夺实验表明，视觉和嗅觉二者同时在这个行为过程中起关键作用。针对视觉和嗅觉感知通路神经元的遗传筛选，我们初步确定了社会性信息的捕获和处理通路。另一方面，我们进行了大量的筛选，寻找社会行为异常的突变体果蝇，以期在分子水平上得到与该行为相关的基因和分子通道，目前已经有数个候选基因，正在做进一步的验证。此外，我们还筛选了多种神经递质及其受体，以期找到与社会行为相关的神经递质系统。该系列的研究可能为揭示高等动物复杂行为的物质基础提供线索，并为通过遗传突变体研究孤独症找到一个突破口。我们目前处在撰写文章阶段，可望春季完成投出。