我国科学家通过跨模态研究发现果蝇学习记忆存在协同共赢和相互传递

　　合肥报业网新华社上海7月8日电果蝇不仅能够“趋利避害”，还能通过微型脑“举一反三”，这样的“通感”能力过去一直被认为只能存在人类等高等生物中。7月8日，国际权威学术期刊《科学》发表我国科学家的最新研究成果《果蝇跨模态学习的相互作用》，提出：在一定的时间、空间条件下，果蝇在视觉和嗅觉不同模态之间的学习和记忆存在“协同共赢”和“相互传递”。

　　这一成果是中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所郭建增博士和中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所、中科院生物物理研究所郭爱克院士在3年多的时间内，对果蝇的学习与记忆行为研究的最新发现。

　　虽然只有2毫米体长，但是果蝇的基因和人类存在同源性，行为很复杂，加之其基因相对大大简化，代数生存期仅20多天，因此，是一种很好的模式生物。郭爱克院士表示：通过分析果蝇的基因、脑、行为三者的关系，将可能使神经科学向揭开智力、创造性的诞生奥秘迈出重要的一步。

　　生命体在演化中，被赋予了视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉、痛觉等不同的感知通道，又被称为模态。这些模态就是脑与环境进行信息交换的界面和通路。在残酷的“物竞天择、适者生存”中，多模态感知是生命攸关的。在这些模态的相互作用下，才有了生物体对环境快速、可靠的选择和反应。那么，大脑是怎样综合模态的感觉和记忆信息的呢？这就是当今脑和认知科学的热点问题。

　　郭建增博士和郭爱克院士在国际上率先开展了跨模态的学习与记忆研究，首创在视觉飞行模拟器上，加入了嗅觉操作分析系统：在飞行模拟器圆筒内壁4个90度象限设置两个高低不同位置的水平条带，以角距离对果蝇进行视觉输入，同时以两种不同气味的浓度进行嗅觉输入。通过睿智的实验设计，实现了同时完成视觉、嗅觉双模态研究的操作，还能够分别独立完成其中任何一个单模态的操作。

　　当视觉和嗅觉模态的输入信息减弱到几乎不可能独自对果蝇产生影响、即不再促发果蝇的学习和记忆效果，这个信息值被设定为阈值。研究人员同时输入接近阈值的视觉和嗅觉模态，发现这种“弱－弱”联合，竟然能够导致果蝇产生学习和记忆后的反应，即“协同共赢”的效果。

　　进一步的研究发现，在上述共学习之后，再分别检验果蝇单模态的记忆获取情况，不论视觉和嗅觉都已经形成了相应的记忆。这表明跨模态之间的记忆不仅实现了“协同共赢”，还产生了“互利互惠”。

　　在对果蝇的深入研究中发现，这个小动物的记忆可以从一种被操作条件化输入的单个模态，向另一种曾经共存、但没有操作条件化的模态传递。反之也成立。

　　这篇论文得到了《科学》匿名审稿人的高度评价。据悉，研究人员将继续探索跨模态记忆协同的脑机制和神经回路，即为什么果蝇会如此“聪明”，期望对揭示灵长类动物和人的更为复杂的整合多模态信息的过程有所贡献，对人工智能中多智能体系统的“自然计算”有所启发。（记者仇逸）

　　（来源：合肥报业网）