果蝇如何享受乐趣和必需品

研究人员已经开始探索果蝇进食行为的潜在神经活动，以更好地了解驱动喂养的动机。

他们的研究今天作为eLife上的审查预印本发表，提供了编辑所说的令人信服的证据，证明果蝇和人一样，可以为了娱乐和必要而吃东西。它还为进一步探索这些饥饿驱动背后的神经机制提供了一个框架。

所有动物和人类都会经历饥饿。它可以由两个驱动力产生：需要消耗营养，例如健康早餐提供的营养，以及某些食物(例如美味佳肴)可以给我们带来的乐趣。数十年的研究提供了有关控制进食行为的大脑回路和机制的详细信息，但尚不清楚其中哪些有助于产生不同的喂养动机。

“在人类中，自我报告的饥饿程度通常是我们实际吃的食物量的不良预测指标，这使得测量和研究饥饿驱动变得困难。为了更好地了解人类和动物喂养背后的动机，我们需要超越食物摄入量或觅食行为的单独测量，“第一作者Kristina Weaver说，他是资深作者Scott Pletcher实验室的研究生，密歇根大学医学院，美国。

“我们需要新的补充方法来探索动物何时以及在多大程度上可能经历不同类型的饥饿。

为了解决这一差距，Weaver及其同事首先定义了果蝇黑腹果蝇在不同饥饿状态下的摄食行为。他们将自由移动的苍蝇放置在Fly Liquid相互作用计数器系统的喂食室中，该系统允许用户连续记录单个苍蝇与食物的相互作用。

为了记录最多样化的行为，他们包括5-20天大的苍蝇;雌性和雄性饱和饥饿的苍蝇;苍蝇单独或最多三只为一组;苍蝇与5%或10%的蔗糖(糖)食物相互作用。他们记录了50只苍蝇和1，500多个单独的喂食“事件”，这些事件由一组连续的行为定义，这些行为可以通过超过一秒的间隔来分隔，其中苍蝇没有从事任何可观察到的行为。

利用他们的观察结果，研究小组随后创建了一个行为库，描述了苍蝇进食时的行为，并将其分为四类：长时间进食事件，快速进食事件，互动事件等。

在确定饥饿的苍蝇会增加进食事件的持续时间以及事件的总数之后，他们开始使用这些行为确定不同的饥饿驱动力。为此，他们设计了两种类型的食物选择环境：一种用于观察苍蝇的需求驱动喂养，另一种用于快乐驱动的喂养。

果蝇的需求驱动喂养被认为是通过它们选择吃含酵母的食物而不是仅由蔗糖组成的食物的程度来衡量的。因此，研究小组将果蝇暴露在2%蔗糖或酵母食物的膳食选择中，并分析了它们与酵母食物的相对相互作用。

他们发现，与完全喂养的雌性苍蝇相比，饥饿的雌性苍蝇对酵母的偏好更大，证实了酵母与蔗糖的喂养事件总数可以用作需求驱动的饥饿感的衡量标准。与雄性相比，完全喂养的雌性苍蝇对酵母的偏好也更高，这可能反映了雌性和雄性苍蝇之间蛋白质需求的已知差异，因此需要驱动的饥饿水平。

为了测量基于快乐的驱动力，研究小组再次将完全喂食的雌性和雄性苍蝇暴露在相同的环境中，但除了2%的蔗糖食物被更甜的20%蔗糖粉所取代。他们发现，与20%蔗糖粉相比，在这种环境中，雌性和雄性苍蝇与令人愉悦的2%蔗糖互动的时间要多得多。这些，结合对果蝇摄食微行为的进一步观察，表明它们可以体验到快乐和基于需求的喂食驱动。

接下来，研究小组在20%蔗糖环境中对苍蝇的大脑进行了成像，发现称为蘑菇体的区域的特定叶被这种环境激活。由于蘑菇体由被认为有助于食物强化的多巴胺能神经元提供，这些发现支持了关于其在喂养动机和奖励中的作用的先验知识。

“我们已经确定了苍蝇的快乐和需求驱动的饥饿状态，并开发了一个有效的行为分类系统来帮助测量它们，”韦弗说。“总之，这项工作为我们和其他人提供了一个框架，开始剖析在大脑中产生这些动机状态的分子和电路机制。

该研究的一个局限性是，大多数摄食数据是从个体苍蝇与食物来源的相互作用中收集的，定义为在一定时间内与食物的身体接触。测量小苍蝇的摄食具有挑战性，多年来，已经开发了不同的设备和方法来做到这一点。

尽管如此，围绕果蝇快乐喂养的争论仍在继续，并且仍然存在争议。因此，根据eLife公众评论，需要进一步的工作，从多个角度测量喂养，并更好地形成这种喂养的概念。

“我们的工作提供了一个起点，可以发现苍蝇的新需求和快乐驱动的饥饿回路，并更详细地研究它们之间的机制关系，”资深作者Scott Pletcher总结道，他是美国密歇根大学医学院William H. Howell大学生理学教授。

“将来，翻译关于喂养驱动的性质以及它们之间关系的研究结果可能对衰老和肥胖等领域的研究以及受动机驱动影响的其他行为产生深远的影响。

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