成功绝非偶然:要实现目标,您需要恒心。但是动机从何而来?由慕尼黑工业大学(TUM)的科学家领导的国际研究人员小组现已鉴定出果蝇大脑中的神经回路,这使它们在寻找食物时表现最佳。
醋或水果的气味使果蝇走得更快。为了获得食物,它们一直运行到筋疲力尽。但是尽管付出了很大的努力,但他们并没有达到他们的目标:在TUM生命科学学院Weihenstephan的实验室中,微小蝇的上半身被固定到位,并且蝇在没有到达任何地方的情况下运行。
随着腿部运动,他们正在转动一个漂浮在气垫上的球。转弯的速度向神经生物学教授Ilona C. Grunwald Kadow展示了果蝇为寻找食物付出的努力。
研究人员报告说:“我们的实验表明,饥饿的人不断提高自己的表现-他们每分钟跑到9米。充满的果蝇更快地放弃了。”“这证明即使是简单的生物也显示出毅力和毅力-到目前为止,这些品质被认为是人类和其他高等生物所保留的。”
神经回路控制毅力
Grunwald Kadow与TUM的计算神经科学教授,法兰克福的马克斯·普朗克大脑研究所的小组负责人Julijana Gjorgjieva以及国际跨学科研究团队一起,已经确定了小动物大脑中的神经回路。苍蝇,控制着这种毅力。
研究人员调查果蝇的动机并非偶然。这位教授解释说:“这些苍蝇的大脑比人的大脑少一百万倍的神经细胞。这使得发现单个神经元的作用和方式变得容易得多。”“通过这种方式,我们能够理解神经回路的原理,这些原理也构成了复杂大脑功能的基础。”
神经元的力量
为了确定负责动力的神经回路,研究小组使用了多种技术:首先,创建了一个数学模型,该模型可以模拟外部和内部刺激的相互作用,例如醋和饥饿的气味。
下一步,TUM的神经科学家与美国和英国的同事合作,确定了果蝇大脑中感兴趣的网络。这是借助电子显微镜以及体内成像和行为实验来实现的。
结果:感兴趣的神经回路位于苍蝇脑的学习和记忆中心。它受与人去甲肾上腺素有关的两种神经递质多巴胺和章鱼胺的控制。多巴胺可增加回路的活动,即增加动力。八达通降低了努力的意愿。
神经生物学家总结说:“由于这些神经递质和相应的回路也存在于哺乳动物的大脑中,因此我们认为类似的机制决定了继续还是停止。”从长远来看,研究人员希望他们的发现将有助于理解为什么在成瘾中大脑中神经元和信使物质的相互作用会失控。