果蝇小触角,探声又捕风

你一定见过果蝇吧。当家里有水果腐烂的时候，这些小家伙就会围拢过来，在上面一阵乱叮。小小果蝇是遗传学研究的大功臣，这是众所周知的事实。但今天我们谈的是它的小触角。

果蝇的触角如何识别声音和风？

果蝇身体小巧轻盈，它需要知道什么时候有风，才能稳住自己，避免被吹离航线。它对风是如此敏感，一股微风从头顶吹过，就能让它趴在原地一动不动。这个时候，你甚至可以用一双筷子将它夹起来。然而，一旦风停，果蝇又立即开始四处走动了。

但果蝇是如何感知风的？它是如何将这一信息传递给大脑，以便知道在风吹时停止走动的？

事实证明，果蝇感知风的方式是不寻常的。其他昆虫用从体表的角质层竖立起来的感觉纤毛来探测风，当被风吹动时，纤毛弯曲，触发神经反应，便可感觉风向和风力。而果蝇使用的是它的触角。它依据触角在风中朝哪个方向弯曲，来探测风以及大致的风向。

这就给科学家出了一个难题，因为长期以来，人们一直认为果蝇触角中的神经元主要是为听觉服务的。果蝇的触角探测到声音（比如雄性求爱的声音），就会在空气中振动起来。声波的振动使触角快速地来回摆动，刺激里面的神经元。

而另一方面，风不像声音那样有规律地振荡；相反，它是一股稳定的气流。在风中，触角只会朝一个方向弯曲，不会来回摆动。

科学家想了解，果蝇是如何利用一个感觉器官（触角）来同时分辨声音和风的？

不同的神经元，不同的放电模式

对这个问题有两个可能的答案。第一个答案是，果蝇的触角配备了一种单一的但多功能的神经元，这种神经元会根据它探测到的是声音还是风而改变其放电模式。一种放电模式告诉果蝇，这是风；另一种放电模式告诉果蝇，这是声音。这就好比考试作弊的时候，用手指敲桌面，敲一声代表选A，连敲二声代表选B，“模式”虽然不同，但用的都是手指。

另一种可能性是，果蝇的触角与两种截然不同的神经元相连，一种对振荡的空气作出反应以探测声音，另一种对流动的空气作出反应以探测风。假如还是用考试作弊来比喻，这好比用手指敲一声代表选A，用笔敲一声代表选B。

正确的答案是什么？第二个！通过选择性地去除神经元，科学家证明，果蝇触角确实与至少两组完全独立的神经元相连。每组神经元只检测一种类型的刺激（或声音或风），并且每组神经元都将其信息发送到大脑中完全不同的区域。

这两组神经元的内在属性非常不同。我们知道，由声波支配的摆动具有来回振荡的性质，负责探测声音的神经元只有在触角扭曲时才会放电，触角一旦恢复原位，放电迅速停止。譬如，在声波的作用下，触角的摆动遵循“向左弯-复原-向右弯-复原-向左弯-……”的模式，那么探测声音的神经元其放电模式就是“放电-停止-放电-停止-放电-……”。另一方面，由风支配的摆动不具有振荡的特点，所以探测风的神经元在触角被风吹动时，就一直放电，直到风停了为止。

不同的放电模式导致果蝇表现出截然不同的行为：探测到声音导致像交配这样的行为（在听到求偶的声音时），而探测到风使果蝇立刻停止四处走动。

人的眼睛、耳朵、皮肤、毛发都能感知到风，但考虑到动物探测风有很多种方式，我们是否像果蝇也有专门探测风的神经元呢，这仍然不清楚。破解了这个谜，有一天我们或许可以给机器人提供一种额外的导航方法。

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