近日,中国科学技术大学生命科学学院、合肥微尺度物质科学国家研究中心、中科院脑科学与智能技术卓越创新中心温泉教授研究组在eLife 期刊上在线发表题为Flexible motor sequence generation during stereotyped escape responses的长篇研究论文。该研究结合实验和理论分析,揭示出秀丽隐杆线虫(以下简称线虫)在逃逸行为中产生稳健而灵活运动的神经环路机制和算法。
温泉教授研究组以线虫为研究对象,探究生物体产生稳健而灵活运动序列的神经环路机制。线虫是一种理想的研究神经生物学的模式生物,其神经系统相对简单但功能齐全,成虫只有302个神经元,约6400个化学突触以及约890个电突触(White et al., 1986)。在20世纪80年代,线虫完整的神经网络联结图谱就被White JG等人通过电镜重构到突触分辨率级别,为神经环路的研究打下了基础(White et al., 1986);线虫通体透明,非常适合以光学的方式对神经元活动进行操控和监测;线虫的运动模式简洁但不简单,是结合实验和理论研究运动控制的理想模型。
本论文的共同第一作者为温泉教授研究组研究生汪园、张晓倩和卡内基梅隆大学研究生辛琦(科大物理系本科),通讯作者为温泉教授,同时该工作还有多伦多大学镇梅教授研究组、马萨诸塞医学院的Mark J. Alkema教授研究组的参与。该项目得到了国家自然科学基金(温泉),中国科学院战略性先导科技专项(温泉),广东省重点领域研发计划(温泉)和加拿大健康研究所基金(镇梅)的支持。