新发现的神经网络使视觉和运动电路同步

一只果蝇在一个被做成浮动 3D 跑步机的小泡沫塑料球上行走。房间里一片漆黑，然而，记录苍蝇大脑中视觉神经元的电极传递着神秘的神经活动流，像正弦波一样上升和下降。

当葡萄牙 Champalimaud 基金会的神经科学家 Eugenia Chiappe 第一次看到这些结果时，她预感到她的团队取得了非凡的发现。他们从视觉神经元进行记录，但房间很暗，因此没有视觉信号可以以这种方式驱动神经元。

“这意味着不寻常的活动要么是一种人工制品，这不太可能，要么它来自非视觉来源，”Chiappe 回忆道。“在调查并排除干扰的可能性后，我确信：神经元忠实地跟踪动物的脚步。”

几年后，有了许多新的见解，Chiappe 和她的团队现在在科学期刊Neuron上展示了他们的发现：一个连接腿和视觉系统的双向神经网络来塑造行走。

“我们发现中最显着的方面之一是该网络支持同时在两个不同的时间尺度上行走，”Chiappe 说。“它在快速的时间内运行，以监控和纠正每一步，同时促进动物的行为目标。”

追踪神经“情绪”

“视觉和行动看似无关，但实际上它们紧密相关;只需在墙上选择一个点，然后闭上眼睛尝试将手指放在上面，”Chiappe 说。“不过，人们对这种联系的神经基础知之甚少。”

在这项研究中，该团队专注于一种特定类型的视觉神经元，这种神经元已知与运动大脑区域相连。“我们想确定这些神经元接收的信号，并了解它们是否以及如何参与运动，”该研究的第一作者 Terufumi Fujiwara 解释说。

为了回答这些问题，藤原使用了一种称为全细胞贴片记录的强大技术，使他能够利用神经元的“情绪”，这种情绪可以是积极的，也可以是消极的。

“神经元使用改变接收神经元总电荷的电流相互交流。当神经元的净电荷更正时，它更有可能变得活跃，然后将信号传递给其他神经元。另一方面，如果电荷越负，神经元就越受抑制，”藤原解释说。

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