Sinirbilim

Sinekler Anıları Rüzgara Karşı Yiyecek Avlarına Nasıl Dönüştürüyor?

Özet: Araştırmacılar, meyve sineğinin beyninin, geçmiş ödüllere dair anıları nasıl eyleme dönüştürülebilir davranışlara dönüştürdüğünü ve sineği yemeğe yönlendirdiğini ortaya çıkardı. Beynin önemli bir bölgesi olan mantar gövdesi, koku bilgisini birleştiriyor ve kokulara değer veriyor ancak motor eylemlerle olan bağlantı belirsizdi.

Bu çalışma, bu sinyalleri işleyen ve sineğin çekici kokuların kaynağına doğru rüzgara karşı hareket etmesine yol açan UpWiN adı verilen bir nöron kümesini tanımlamaktadır. Bu bilgiler, anıların karmaşık sinir devreleri aracılığıyla davranışları nasıl etkilediğine dair daha derin bir anlayış sunuyor.

Ana unsurlar:

  1. Meyve sinekleri, geçmiş ödüllerin hatıralarının rehberliğinde, kokuları takip etmek için rüzgara karşı dönerler.
  2. Sineğin beynindeki mantar gövdesi, kokuları işleyerek onlara pozitif veya negatif değerler atar.
  3. Yeni tanımlanan bir nöron kümesi olan UpWiN’ler, bu koku anılarını rüzgara karşı hareketlere dönüştürmede çok önemli bir rol oynuyor.

Kaynak: HHMI

Chapel Hill’deki Kuzey Carolina Üniversitesi’nden Janelia bilim adamları ve işbirlikçileri tarafından yapılan yeni araştırma, meyve sineğinin beynindeki bir grup nöronun, geçmiş ödüllerle ilgili anıları nasıl eylemlere dönüştürdüğünü ve sineğin yiyecek bulmak için yön bulmasına yardımcı olduğunu gösteriyor.

Diğer böcekler gibi sinekler de çekici kokuların kaynağını bulmak için rüzgara veya rüzgara karşı dönerler. Sineğin koku alma sistemi rüzgarın taşıdığı kokuları algılayıp algılayarak sineği ödüle yönlendirir.

Bu bir sineği gösteriyor.
Çalışma, bu bölmelerden gelen engelleyici ve uyarıcı girdileri birleştirerek sineğin rüzgara doğru dönmesine ve hareket etmesine neden olan bir nöron kümesini (Rüzgar Üstü Nöronlar veya UpWiN’ler) tanımlıyor. Kredi: Nörobilim Haberleri

Sinekte, mantar gövdesi adı verilen bir beyin bölgesi, koku bilgisini işler ve birleştirir. Mantar gövdesindeki birden fazla bölme, bir koku uyaranına pozitif veya negatif değerler atamak için paralel olarak hareket eder, ancak bu sinyallerin motor hareketlere nasıl çevrildiği bilinmemektedir.

Yeni araştırma, mantar vücudunun farklı bölümlerinde oluşan ödül anılarının farklı davranışları ortaya çıkardığını, yalnızca bazılarının sineğin rüzgara karşı hareketini tetiklediğini gösteriyor. Çalışma, bu bölmelerden gelen engelleyici ve uyarıcı girdileri birleştirerek sineğin rüzgara doğru dönmesine ve hareket etmesine neden olan bir nöron kümesini (Rüzgar Üstü Nöronlar veya UpWiN’ler) tanımlıyor.

Yeni araştırma, öğrenilen olumlu ve olumsuz değerlerin nasıl yavaş yavaş somut, hafızaya dayalı eylemlere dönüştürüldüğüne dair fikir veriyor. Araştırmacılara göre UpWiN’ler aynı zamanda yüksek düzeyde öğrenme için dopaminerjik nöronlara uyarıcı sinyaller de gönderiyor.

Bu bulgular, paralel dopaminerjik nöronların ve bellek alt sistemlerinin, bireysel sinir devreleri düzeyinde belleğe dayalı eylemleri ve öğrenmeyi yönlendirmek için nasıl etkileşime girdiğini açıklamaya yardımcı olur.

Bu sinirbilim araştırma haberi hakkında

Soyut

Öğrenilen koku değerlerini rüzgar odaklı harekete dönüştürmek için sinir devre mekanizmaları

Anıların beyin tarafından gelecekteki eylemleri yönlendirmek için nasıl kullanıldığı tam olarak anlaşılamamıştır. Drosophila’daki koku alma ilişkisel öğrenmesinde, mantar gövdesinin birden fazla bölmesi, bir uyarana bir değer atamak için paralel olarak hareket eder.

Burada, farklı bölmelerde depolanan iştah açıcı anıların, rüzgara karşı farklı seviyelerde hareketlere neden olduğunu gösteriyoruz.

Yeni bir bölünmüş GAL4 sürücüleri ve EM konnektomiği koleksiyonunun fotoaktivasyon ekranını kullanarak, mantar gövdesi çıkış nöronlarına (MBON’lar) güçlü rüzgara karşı yönlendirmeyi tetikleyebilen postsinaptik bir nöron kümesi belirledik.

Bu UpWind Nöronları (UpWiN’ler), sırasıyla iştah açıcı ve önleyici bellek bölmelerinin MBON’larından önleyici ve uyarıcı sinaptik girdileri entegre eder. İştah açıcı hafızanın oluşmasından sonra, UpWiN’ler, inhibitör presinaptik MBON’un tepkisi depresyona maruz kaldıkça, ödül öngören kokulara karşı gelişmiş tepki kazanır.

UpWiN’lerin engellenmesi iştah açıcı hafızayı bozdu ve geri alma sırasında rüzgara karşı hareket kabiliyetini azalttı. UpWiN’lerin fotoaktivasyonu, aktivasyonun sonlandırıldığı bir konuma geri dönme şansını da artırdı ve bu da koku navigasyonunda ek bir rol olduğunu düşündürdü.

Dolayısıyla sonuçlarımız, omurgalı ve omurgasız beyinlerinde yaygın olarak bulunan bir nöronal mimari olan farklı ve yakınsak ağlar aracılığıyla öğrenilen soyut değerlerin yavaş yavaş somut hafızaya dayalı eylemlere nasıl dönüştürüldüğüne dair fikir sağlar.

Kaynak ve İleri Okuma: https://neurosciencenews.com/olfaction-memory-flies-23947/

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu