去抑制环路影响果蝇幼虫避光

发布时间：2020-05-07 01:27

【摘要】：生物体的先天性行为对生物的生存繁衍有重要的作用。动物将周围的多样环境线索当成决定性的因素来引导它们做出行为决策。因此,视觉系统是负责将光依赖刺激转化成神经元编码的信息。近几年来在幼虫上对视觉感受信息的神经处理也有了很多的新发现,但是这些厌恶或者吸引的感觉刺激是如何通过中枢神经系统转化成回避或接近的行为,这中间的机制还是不清楚。我们实验室的工作根据钙成像数据发现在果蝇幼虫避光行为可能受到一个去抑制环路调节。在这个环路中,一对GABA能的神经元(LRIN)能被光所抑制,它能对下游一对光敏感的神经元(CLPN)有一个持续性抑制。本文在运用一种新的行为学方法-光斑实验,证实了这条去抑制环路的功能。我们发现CLPN能控制果蝇扭头行为。当幼虫进入光区时,上游LRIN被抑制,解除对下游CLPN的抑制,幼虫发生扭头回避光;若是当幼虫离开光区时,LRIN不被抑制,恢复其对CLPN的抑制,幼虫不能发生扭头,可以避免再次进入光区。这种方式的环路既能确保幼虫在从暗到亮时能够回避光,并且在从亮到暗时再抑制确保幼虫离开后不再回到光亮区。我们认为去抑制环路可以作为动物先天偏好行为的一个共同神经机制。
【图文】：

周长中像素坐标自动识别出幼虫的中心位置（质心），根据质心的相对坐标绘制出逡逑一系列连续质心以重新创建出幼虫的运动路径，其实就是“质心轨迹”。逡逑之后在２０１３年，Ｅｌｉｚａｂｅｔｈ邋Ａ．邋Ｋａｎｅ［６］等人开发了邋一套光照和追踪系统（图１邋ｂ）。逡逑如图所示，他们的光刺激是采用一个投影仪，投影仪投出的水平影像通过一个倾斜逡逑４５°的镜子，垂直向下投射到水平桌面上，，影像是黑白相间的国际象棋棋盘格样式。逡逑所以在此情况下，每只幼虫可以有多次的ＯＮ／ＯＦＦ反应。相机同样可以通过镜子逡逑记录幼虫的运动情况，这种情况下相机并不会存在遮挡光路的问题。除此之外，这逡逑套系统还能追踪幼虫的运动轨迹，并能分析幼虫在ＯＮ或ＯＦＦ的情况下幼虫的扭逡逑头情况。但是该方法中的黑色格子并不能认为是完全没有光的情况，而是属于较暗逡逑的情况，不能算完全的“ｌｉｇｈｔｏｎ”或“ｌｉｇｈｔｏｆＦ’，而且会存在多次ＯＮ／ＯＦＦ，这会使幼逡逑２逡逑

３．１实验装置搭建逡逑在具有恒定温度２５°Ｃ和６０％湿度的暗室中进行实验装置的搭建。搭建方式如逡逑图（图２）：首次先用箔片围成柱长为１２ｃｍ的圆筒，直径与光源灯的直径相近，一逡逑头套在ＬＥＤ灯的前端，另一端塞入一个不透光中间有一个小孔的圆形硬纸板片（小逡逑孔的大小与呈现的光斑大小有关，我们这里的光斑的直径约为２ｃｍ）。用铁夹将光逡逑源固定到铁架台上（稍倾斜）。将光源线连接到ＬＥＤ控制器上，可以调节光的强逡逑度。光源最好采用ＬＥＤ灯，因为ＬＥＤ的光相对均匀且温度变化不大。光源下方用逡逑铁夹固定摄像头，摄像头正下方用滤光片遮挡，确定能覆盖摄像头的视野范围。滤逡逑光片的作用是用来过滤掉其他波长的光，只允许８５０ｎｍ左右的红外光透过。将测逡逑试板放置到摄像头和滤光片的正下方，测试板周围放置１－３个红外补光灯（８５０ｎｍ），逡逑通常是３个
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q42

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本文编号：2652196