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休斯顿实验室

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感觉系统和运动系统是如何相互作用的?回答这个问题是理解神经回路如何产生行为的关键。

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感觉系统编码关于外部世界的信息,运动系统产生运动,但是这两个系统如何交流以产生感觉引导的行为呢?我记录飞行运动神经元在视觉刺激期间的电活动,以确定运动神经元如何解码其视觉系统输入并产生适当的行为。通过在飞行中工作,我可以利用强者果蝇基因工具包允许我在实验中操纵特定神经元的活动。

在理解苍蝇视觉神经元如何对感觉输入做出反应和编码方面,已经付出了相当大的科学努力。关于这些神经元的反应是如何用来引导苍蝇运动的,我们知之甚少。在飞行凝视稳定行为的特定情况下,相关的运动神经元驱动肌肉移动头部以保持眼睛水平。这些运动神经元接受视觉神经元的直接突触输入。电路的相对简单性为研究运动神经元如何处理其视觉系统输入提供了一个令人兴奋的机会。我从这些运动神经元执行膜片钳和细胞外记录,同时呈现视觉刺激,以确定运动神经元用于从视觉系统中提取适当信息的算法。研究这些问题果蝇让我能够接触到不断改进的基因工具,使基因操作能够针对特定的单神经元类型。在我的运动神经元记录和行为实验中,我使用这样的技术来操纵上游感觉神经元,以确定我所看到的反应背后的生物机制。

通过研究这个系统,我不仅希望了解苍蝇神经系统的这一部分是如何工作的, 而且还揭示了适用于理解所有动物的运动和感觉系统如何在神经水平相互作用以产生行为的一般原则。