2月10日，中科院上海生命科學研究院神經(jīng)科學研究所王佐仁研究組在《美國國家科學院院刊》在線發(fā)表了題為《果蠅中平行通路傳遞價值相反的嗅覺信息》的研究論文。該工作采用果蠅轉(zhuǎn)基因操作、精密控制的光遺傳學刺激、雙色鈣成像和在體電生理記錄等技術(shù)，研究果蠅嗅覺信息從外周向高級中樞傳遞中的不同投射途徑，揭示了果蠅腦內(nèi)嗅覺信息加工的一種神經(jīng)環(huán)路機制。

動物利用它們的感覺系統(tǒng)檢測外界環(huán)境中的信息。嗅覺是動物的一種重要的感覺，它負責感受外界環(huán)境中的氣味信號，其包含了成千上萬種揮發(fā)性化學分子。動物的嗅覺系統(tǒng)如何識別這么多的氣味分子以及處理如此復(fù)雜的氣味信息是一個重要的神經(jīng)科學問題。果蠅的嗅覺系統(tǒng)為回答這個問題提供了一個理想的研究體系，因為它與哺乳動物嗅覺系統(tǒng)有相似的組織結(jié)構(gòu)，但與之相比又更簡約。果蠅的外周嗅覺器官—觸角和附須接受到環(huán)境中的化學信號后，將其轉(zhuǎn)換為嗅覺神經(jīng)信號并向二級結(jié)構(gòu)—觸角葉（哺乳動物對應(yīng)的結(jié)構(gòu)稱為嗅球）傳遞。觸角葉通過至少兩條不同的途徑將信息向更高級的腦區(qū)傳遞：一條是興奮性的膽堿能投射神經(jīng)元（mPN）途徑，另一條是抑制性的GABA能投射神經(jīng)元(mlPN)途徑。膽堿能投射神經(jīng)元和GABA能投射神經(jīng)元都接受來自一級神經(jīng)元的輸入，但是具有不同的選擇性和反應(yīng)特征。膽堿能投射神經(jīng)元、GABA能投射神經(jīng)元和局部中間神經(jīng)元三者通過化學突觸和電突觸在觸角葉內(nèi)形成一個電偶聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，這種電偶聯(lián)網(wǎng)絡(luò)對于嗅覺信號的識別與加工至關(guān)重要。此外，更高級腦區(qū)中的一些神經(jīng)細胞會接收膽堿能投射神經(jīng)元與GABA能投射神經(jīng)元的共同作用。興奮性的膽堿能投射神經(jīng)元途徑和抑制性的GABA能投射神經(jīng)元途徑的協(xié)同工作，保證了果蠅能夠正常處理外界的嗅覺信息，也抑制了異常的嗅覺行為的發(fā)生。

該課題主要由王佐仁研究組的王開宇助理研究員與合作者完成。華中科技大學曾紹群教授研究組提供了精密控制光刺激的技術(shù)。課題受中科院“先導(dǎo)”項目、科技部973項目等的資助。