大脑如何帮助动物寻找食物

大多数动物嗅觉敏锐，可以帮助他们完成日常任务。现在，由纽约大学医学院的研究人员领导的一项新研究揭示了动物究竟如何遵循气味。

这项研究于8月21日在线发表在《 eLife》杂志上，该研究测量了果蝇在风洞中航行时的行为，以响应苹果醋吹过的气味烟气。

“我们的研究开始剖析使苍蝇通过跟随现实世界中的气味寻找食物的大脑功能，”纽约大学朗格健康中心神经科学和生理学系助理教授凯瑟琳·纳格尔博士说。“这些见解可能会在未来的许多应用中，从寻找失踪的远足者(如搜索狗)的机器人设计到基于气味浓度和风或水流的组合感应而自行操纵的车辆。”

这项新研究首次获得了纳格尔博士的资助，这笔钱是通过推进创新神经技术(BRAIN)Initiative®获得的美国国立卫生研究院脑科学研究的一部分。由奥巴马于2013年宣布的“大脑计划”旨在开发工具，以更好地了解器官的功能以及主要神经系统疾病的机制。

研究人员说，醋味

朝着有吸引力的气味运动是生命的基础，以至于在没有大脑的生物(例如细菌和浮游生物)中发生。但是，通常很难在湍流的空气或水中跟随异味，因为异味会在烟羽中传播，这会顺着风向下游传播并分解。

这组作者说，果蝇是研究气味检测的好模型，因为可用于研究果蝇大脑回路的工具非常精致，而且由于进化，这些动物很可能与人类共享回路机制。在当前的研究中，实验表明，苍蝇在感觉到气味时会面对风，使用触角确定风向，然后更快地向上风向气味飞去。

当他们没有闻到气味时，他们跳来跳去，为他们最后闻到的气味撒尿，目前他们的行动似乎完全是由于气味的丧失而不是风向所致。基于这些记录的运动，研究人员随后建立了一个计算机模型，该模型能够检测气味源以及果蝇可以检测到它们，并以相似的轨迹向它们移动。结果表明，果蝇大脑混合了对气流的独立感知，气味随时间的变化以及整个触角上气味的变化，以寻找气味源。

研究人员说，他们的模型捕捉到了感知信号的过程，像感知天线上的风和气味浓度变化的时机一样，这些信号被大脑回路转化为前进速度(行走速度)和角速度(转弯度)的变化。

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