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《科學(xué)》雜志發(fā)表關(guān)于調(diào)控果蠅基于價(jià)值抉擇的最新研究成果
國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》2007年6月29日以報(bào)告形式，發(fā)表了郭愛克院士領(lǐng)導(dǎo)的學(xué)習(xí)與記憶研究組新近的關(guān)于多巴胺和蘑菇體環(huán)路調(diào)控果蠅基于價(jià)值的抉擇的最新研究成果。這是該研究組自2001年以來，第三次在《科學(xué)》上發(fā)表研究論文。
研究中采用增強(qiáng)子陷阱和上游激活序列（GAL4/UAS）的二元表達(dá)系統(tǒng)，在特定的時(shí)間阻斷蘑菇體和多巴胺神經(jīng)元的突觸遞質(zhì)釋放,發(fā)現(xiàn)當(dāng)相互矛盾的兩種線索信息相對(duì)差別很大時(shí)，上述的轉(zhuǎn)基因果蠅還是有能力做出明確選擇，而當(dāng)差別較小時(shí)，選擇就變得徘徊不定。免疫組化的研究結(jié)果顯示，多巴胺的纖維深入到蘑菇體中，蘑菇體和多巴胺兩個(gè)系統(tǒng)的解剖學(xué)聯(lián)系緊密。
此項(xiàng)研究是2001年在《科學(xué)》雜志上發(fā)表的研究成果的進(jìn)一步深化，聚焦在果蠅面臨沖突環(huán)境時(shí)抉擇的價(jià)值抉擇的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制。研究證明：（1）果蠅中央腦的蘑菇體結(jié)構(gòu)和多巴胺系統(tǒng)共同掌控果蠅的基于價(jià)值的抉擇，沒有二者共同參與的抉擇是簡(jiǎn)單的“猶豫不決”的線性抉擇過程，而二者的協(xié)同運(yùn)作才使兩難抉擇成為“當(dāng)機(jī)立斷”的“勝者獨(dú)享”的非線性抉擇；（2）果蠅有能力完成系列的抉擇任務(wù)，即在面對(duì)新的抉擇任務(wù)時(shí)，果蠅能放棄在應(yīng)對(duì)前一個(gè)抉擇任務(wù)時(shí)所做的選擇，轉(zhuǎn)而做出新的選擇。體現(xiàn)了在抉擇的“穩(wěn)定性”和“靈活性”之間的統(tǒng)一；（3）在面對(duì)新的抉擇任務(wù)時(shí)，需要蘑菇體結(jié)構(gòu)和多巴胺系統(tǒng)重新快速參與，而一旦進(jìn)入執(zhí)行階段，就不需要它們了。最后，也是最重要的，果蠅腦中的蘑菇體可能起到類似的“門控”作用，它和多巴胺系統(tǒng)共同實(shí)現(xiàn)抉擇過程中的“門控”、“聚焦”和“放大”機(jī)制，從而導(dǎo)致非線性的陡峭的“S” 形曲線。
通過這些實(shí)驗(yàn),我們期待，果蠅小型化的腦在它的小型認(rèn)知世界里的簡(jiǎn)約的抉擇行為或許可能提供更多的關(guān)于決策的神經(jīng)環(huán)路和基因方面的信息，并可能會(huì)有助于理解某些認(rèn)知和精神活動(dòng)的基本原理。
該項(xiàng)研究是在郭愛克院士指導(dǎo)下，由張柯、郭建增、彭岳清、奚望組成的研究小組聯(lián)合攻關(guān)，歷時(shí)五年多完成。研究也得到了科技部的兩個(gè)973項(xiàng)目，中科院的知識(shí)創(chuàng)新工程，基金委的重點(diǎn)項(xiàng)目的資助。
以顏色和重心作為沖突線索，在飛行模擬器上研究果蠅抉擇行為的神經(jīng)機(jī)制
在果蠅腦內(nèi)，多巴胺和蘑菇體的解剖聯(lián)系非常緊密