看似「頭腦簡單」的小小果蠅，竟是揭開大腦電路的關鍵生物。 圖片來源│iSock

研究員運用一種 T 字狀迷宮「T-maze」，先讓果蠅渴 8 個小時，然後進入 T-maze ，通入氣味 A、不給水 (放置乾燥的濾紙)，持續 2 分鐘。間隔 1 分鐘後，再通入氣味 B 、給水喝 (放置潮濕的濾紙)，持續 2 分鐘，訓練果蠅將氣味 B 與水連結起來，訓練就完成了。訓練完成 6 小時之後，將渴的果蠅放入 T-maze，大多數乖乖進入 B 氣味通道。 資料來源│林書葦 圖說設計│黃曉君、林洵安

果蠅大腦固定在顯微鏡下，給予不同滲透壓的緩衝液，並觀察神經細胞活動。當滲透壓升高，只有一群名為 LHLK 神經細胞的鈣離子訊號會增強，表示神經活性上升。 資料提供│林書葦 圖說美化│林洵安

果蠅腦中的渴迴路。當果蠅口渴的時候，LHLK 神經元 (綠色) 會釋放 leucokinin，抑制 PPL1-γ2α′1 (洋紅色) 和 PAM-β′2a (橘黃色) 神經元，讓果蠅產生覓水行為。 圖片來源│林書葦

果蠅腦中的餓迴路。當果蠅飢餓的時候，LHLK 神經元 (綠色) 會釋放 leucokinin，活化 PAM-β′2mp (紅色) 神經元，讓果蠅產生覓食行為。在此同時，大腦也會釋放另外兩種神經傳導物質 serotonin、dNPF，抵銷 leucokinin 對渴神經元的抑制 (上圖洋紅色和橘黃色處)，讓果蠅不想找水。 圖片來源│林書葦

大腦如何操控渴與餓的行動？小小果蠅來解密！

資料來源│林書葦 圖說重製│林洵安

如果公果蠅身上帶有 A1-GAL41 的基因，讓牠和帶 有 UAS-GFP 基因的母果蠅交配之後，子代同時帶有 A1-GAL4 和 UAS-GFP ，於是大腦中可以表現 A1-GAL4 的神經細胞，即可發出綠色螢光。 圖說設計│黃曉君、林洵安

本次發現的研究團隊，包括中研院分生所林書葦助研究員 (左)、第一作者芭雅希博士生 (中) 以及曹昌暉博士後研究 (右)。 圖片來源│中研院祕書處