名古屋大学研究小组世界首次成功地将蚊子大脑中的听觉反应进行了可视化。
蚊子是世界上传播各种传染病的最致命动物之一。 这就要求制定针对蚊子繁殖行为的控制策略。
雄蚊依靠翅膀的声音来寻找傍晚进入雄蚊群的雌蚊。 这种特性被称为 “声学接近”,它允许蚊子通过倾听最轻微的雌蚊嗡嗡声,从充满其他雄蚊翅膀的空间接近雌蚊,这种特性已被研究人员指出是防止蚊子繁殖的关键,但人们对蚊子听觉研究中大脑中发生的反应却知之甚少。
本项研究中,研究人员首先利用“热带条纹蚊”研究了可接收声音是如何传递到大脑的。 研究证实,轴突从作为蚊子 “耳朵 ”的触角内的听觉神经元延伸到 “触角机械感觉皮层”,该皮层已被确定为蚊子的主要听觉中心。 他们还发现,雄性轴突束比雌性轴突束显示出更复杂的分支。
接下来,研究人员利用一种名为 “钙成像 ”的技术,对蚊子触角机械感觉皮层中神经对声音的反应进行了可视化。 他们发现,与雌性蚊子相比,雄性蚊子的听觉区域能接受不同频率的声音,并有不同的反应。 此外,对 “耳朵 ”中表达的基因进行综合分析后发现,与 “纤毛 ”有关的一组分子在雄性蚊子中比雌性蚊子显著增加,而纤毛被认为能提高对声音的接受灵敏度。
这些结果表明,雄性动物大脑中的声音接收图谱比雌性动物更复杂,它们可能会进行更复杂的处理,以探测噪音中雌性动物微弱的羽毛声。
发现蚊子复杂的声源信息处理机制不仅有助于利用雄性蚊子的声音旅行行为开发有效的昆虫诱捕装置,还有助于用声源搜索无人机等工业领域的发展。