Мухи меняют траекторию полёта под действием запаха

Новое исследование показало, что, уловив запах гниющего банана, плодовая мушка не только начинает чаще махать крыльями, но и переключается с обычного случайного паттерна полёта на более целенаправленный.

В исследовании, опубликованном 19 октября 2011 года в Journal of Neuroscience, учёные под руководством Марка А. Фрая обнаружили, что плодовые мушки интегрируют обонятельную и зрительную информацию в определённой области мозга — грибовидных телах — чтобы скорректировать поведение при полёте. Понимание нейронных цепей, позволяющих мухам объединять два чувства, помогает понять, как люди обрабатывают несколько сенсорных сигналов одновременно.

Фрай объясняет, что для мух, как и для людей, «информация от всех наших чувств постоянно меняет то, как мы воспринимаем мир». Мухи обладают сильными визуальными рефлексами, которые помогают им сохранять стабильность в полёте. Однако для поиска новых источников пищи требуется элемент случайности в траектории. Учёные предположили, что острое обоняние мухи может быть ключом к переключению между случайным поисковым полётом и направленным отслеживающим полётом.

Эксперимент проводился в высокотехнологичной арене для полёта, где мушка была прикреплена к стальной игле, а её взмахи крыльев отслеживались. На экранах арены создавалась виртуальная среда: если мушка поворачивала налево, изображение вращалось соответствующим образом. Учёные могли неожиданно «сдвигать» изображение, чтобы проверить реакцию мухи.

• Без запаха: реакция мушки на сдвиг изображения была относительно слабой.
• С запахом еды: реакция на визуальные «помехи» становилась гораздо более выраженной. Муха сильнее корректировала курс, чтобы оставаться на первоначальной траектории.

Это говорит о том, что в обычном режиме мушка допускает вариативность в полёте, в некоторой степени игнорируя визуальный мир. Но, уловив запах пищи, она начинает строже придерживаться визуального пути, ведущего к еде.

Чтобы выяснить, какая часть мозга отвечает за интеграцию, учёные блокировали работу грибовидных тел с помощью химических или генетических методов. После этого запах еды перестал влиять на визуальные реакции мух в полёте (при этом само обоняние у них сохранялось).

Ранее грибовидные тела были известны как центр обучения и запоминания запахов. Однако мушкам, которые не возвращаются к месту рождения или «домой», такая функция нужна меньше. Новые данные показывают, что у мух эта область мозга имеет более разнообразные функции и является центром комплексного восприятия запаха, а не только обучения.