生命誠可貴，愛情價更高。但在大腦簡單，只有約10萬個神經元的果蠅（人腦大約有860億個神經元）看來，愛情這東西，有時還不如麵包……近日，伯明翰大學（University of Birmingham）的研究人員發現，同時缺乏性生活和食物的黑腹果蠅（Drosophila melanogaster），相比求偶會優先考慮進食。並且，這一決定會受到食物質量、或動物的內部狀態等因素影響。
“在很多時候，我們需要在重要的事物中排出優先級，以決定先做哪一件事。而對於自然界中的動物來說，這可能意味着必須在覓食、交配或爭奪資源之間做出選擇。”該論文通訊作者Carolina Rezaval博士說，“但動物是如何知道該怎麼做的？通過研究果蠅，我們可以理解它們的大腦是如何做出關鍵行為決定的，並破譯其潛在的神經機制。”
在實驗中，研究人員把雄果蠅放置到遠離食物和雌性果蠅的地方，然後讓它們選擇蔗糖或雌果蠅。他們發現，在約15個小時飢餓條件的行為臨界點后，雄果蠅總是把進食需求置於交配需求上。而一旦進食，甚至只需幾秒鐘，雄果蠅的注意力就會立刻轉向對雌果蠅求愛。
研究小組隨後利用遺傳工具，用熒光標記標記果蠅大腦中的神經元，並選擇性開啟或關閉少量神經元，以探索神經反應對行為的影響。
他們還與牛津大學（University of Oxford）Scott WadDELL教授的實驗室合作，利用雙光子鈣成像技術（two-photon calcium imaging）監測神經元，從而能夠在果蠅做出面對攝食或交配的關鍵選擇時，精確定位果蠅大腦中激活的神經元。
實驗結果表明，酪胺（tyramine）信號通路是讓果蠅做出決定的關鍵調節因素。其中，表達促攝食酪胺受體（TyrR）的神經元控制攝食，P1神經元則指揮求偶。酪胺的生物合成受果蠅的營養狀態調節，並作為飽腹感信號，抑制一部分TyrR，並激活P1。
相反，對營養食物來源的感知在激活TyrR時抑制了P1。因此，這兩種神經元在飢餓水平、酪胺水平和食物供應影響下互相競爭。
Rezaval博士解釋說：“告訴果蠅去吃東西或去交配的神經元本質上是相互競爭的。如果進食需求更迫切，攝食神經元就會接管；而當飢餓的威脅減少，那麼繁殖的衝動就會佔上風。”
研究人員還發現，行為選擇還會受到其他因素的影響。例如，當面對糟糕的食物時，即使處於飢餓狀態，果蠅依然會放棄進食選擇交配。
論文第一作者、碩士Sherry Cheriyamkunnel表示：“果蠅實驗的結果可能揭示了動物大腦做出決策的基本機制，並且這些機制可能是許多物種共有的，但很難在哺乳動物實驗系統中進行研究。”
未來，研究人員希望探索果蠅更多的選擇行為機制。比如，果蠅如何在食物和捕食者威脅中做出選擇？或者如果雌性果蠅面對類似的選擇會發生什麼？成癮、帕金森病或阿爾茨海默病等已知會影響大腦決策的條件會如何影響選擇？
了解果蠅的大腦機制，也有望幫助科學家探索複雜的人腦是如何工作的。