2019年1月10日，浙江大学神经科学研究所龚哲峰课题组和求是高等研究院郑能干课题组合作在《Nature Communications》在线发布了题为“A disinhibitory mechanism biases Drosophila innate light preference”的研究论文。该研究发现了控制果蝇对光回避行为的一个关键神经回路机制，该回路以去抑制的方式实现对光刺激引起的回避动作的开关控制。

动物的一个重要特点就是能够对环境中的各种刺激产生各种行为反应。动物的神经系统是如何将所接受到的感觉信息转换成为特定的行为输出的，长期以来都是行为学家和生理学家们关心的关键问题，但其中的具体机制并不清楚。浙江大学神经科学研究所龚哲峰课题组和求是高等研究院郑能干课题组合作，以果蝇幼虫对光的回避反应为模型，针对这一问题进行了细致深入的研究。他们通过利用最新的神经环路跟踪和单神经元成像技术，结合光遗传学和药理学等方法，发现果蝇幼虫采用去抑制的方式来实现光刺激引起的回避行为。他们发现果蝇视觉通路中的一对GABA能神经元LRIN^R13B07可以被光刺激所持续抑制，而这对GABA能神经元又可以抑制其下游的控制回避动作的神经元CLPN^R82B09。当没有光刺激的时候，控制回避动作的神经元被抑制，幼虫不产生回避动作。而当幼虫受到光刺激的时候，则GABA能神经元被抑制从而解除了对回避动作控制神经元的抑制作用，于是后者兴奋从而导致回避行为发生。作者采用计算机视觉和行为事件分析等人工智能技术，对幼虫的回避行为序列数据进行了精细的量化分析，确认了上述去抑制回路神经元的功能不仅对于正常的光回避行为是必要的，而且对于完成回避动作后继续保持成功的回避状态也是必要的。这对GABA能神经元所起到的去抑制作用，使得幼虫在感受到外界环境刺激(光)时产生非常关键的回避动作，为我们进一步建立感觉-运动过程的高效神经计算模型提供了绝好的仿生对象。

该工作第一作者为博士生赵伟巧，通信作者为基础医学院龚哲峰教授和求是高等研究院郑能干副教授，项目获得科技部973重点基础研究计划，国家自然科学基金及浙江省杰出青年基金的支持，于2019年1月10日正式在Nature Communications在线发表。

论文链接: https://www.nature.com/articles/s41467-018-07929-w

A cartoon showing the hypothesized working mechanism of the disinhibitory pathway in larval light avoidance. The large light blue circles indicate light spots. The circles with arrows are red for LRIN^R13B07, green for CLPN^R82B09, dark blue for clk-LexA labeled neurons and orange for unspecified excitatory neurons upstream of CLPN^R82B09s, respectively. Arrow heads indicate excitatory input. Bar heads indicate inhibitory input. The thickness of arrows indicates the strength of the inhibitory or excitatory effects.

团队合照