显示的果蝇头带有清晰的外科植入式大脑成像窗口，这是Flyception2成像技术的关键组成部分。图片：Dhruv Grover，加州大学圣地亚哥分校
加利福尼亚大学圣地亚哥分校的科学家有了一个更清晰的主意，这要归功于先进的成像系统的发展，该系统旨在记录果蝇的超精确大脑活动。
新的“Flyception2”是在2016年被宣布的“Flyception”的改进型号，它可以记录自由行走的苍蝇，它采用了更先进的跟踪和记录系统，使苍蝇可以不受约束地走动，从而使研究人员可以研究复杂行为期间的大脑活动。
研究人员说，这项技术产生了有史以来第一张关于任何生物体在交配过程中大脑中发生的情况的图片，该论文发表在《自然通讯》上。
卡夫利研究所生物科学系和认知科学系教授拉尔夫·格林斯潘（Ralph Greenspan）说：“这项技术使人们可以在完全不受限制的情况下记录动物的运动。该系统的优势在于，它为我们提供了大脑中细胞正在运行的实时信息以及对社会行为的理解。”
由第一作者德鲁夫·格罗弗（Dhruv Grover）和合著者桂树武夫（Takeo Katsuki）共同开发的Flyception2具有突破性的设计，研究人员通过手术在苍蝇的头上植入透明的窗户。窗口上三角形排列的三个标记使它们能够记录超快运动（苍蝇每秒20毫米的速度），同时记录它们与其他苍蝇互动，并通过摄像头跟踪动物并以每秒1000帧的速度进行记录。
Flyception2系统突出标记了求爱过程中称为P1神经元的脑神经细胞的活动。记录包括（从左起）宽阔的“竞技场”视图，其中显示了雌性果蝇（红色点）求爱时的雄性果蝇（蓝点），以及来自荧光成像相机的三幅视图，这些摄像头记录了按比例的大脑活动。图片：Dhruv Grover，加州大学圣地亚哥分校
Flyception2记录揭示了对果蝇大脑活动的空前洞察力。例如，神经科学家早就知道在求爱过程中称为P1 神经元的大脑神经细胞是活跃的。Flyception2的数据证实了这一点-当雄蝇接近雌蝇时，P1活性增加。但是，科学家惊讶地发现雄性果蝇中的P1神经元随后在交配过程中被关闭。相反，数据显示，与GABA神经递质相连的称为mAL的神经元在交配过程中被打开。
格罗弗说：“只有通过使用该系统，我们才能获得令人惊奇的发现，即交配过程中P1神经元是不活跃的。” “我的假设是，随着mAL神经元的开启，P1神经活性下降，这表明mAL与P1活动具有抵消作用。”
Flyception2系统突出标记了求爱过程中称为mAL神经元的脑神经细胞的活动。记录包括（从左起）宽阔的“竞技场”视图，其中显示了雌性果蝇（红色点）求爱时的雄性果蝇（蓝点），以及来自荧光成像相机的三幅视图，这些摄像头记录了按比例的大脑活动。图片：Dhruv Grover，加州大学圣地亚哥分校
初步结果是追踪和剖析Flyception2数据供科学家研究。研究人员说，在求偶和交配过程中观察雌性果蝇的大脑是尚未开发的领域。
Flyception2成像系统以每秒1000帧的记录速度记录以每秒20毫米的速度移动的苍蝇。图片来源：Dhruv Grover，加州大学圣地亚哥分校
格林斯潘说：“我们希望首先在果蝇上实现这种技术进步，之后才能开始为其他生物开拓道路。科学家开始能够在无脊椎动物和哺乳动物的相同前体进化出的大脑各部分之前进行相似性描述。随着人们对这些分子研究的开展更多，我们将能够更详细地进行相似性分析。”
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