放置在虚拟现实世界中的果蝇帮助科学家了解视觉如何影响运动
信贷:亚历山大·阿金黑拉，尚帕利莫德基金会 葡萄牙里斯本尚帕利莫德未知中心感觉运动整合研究小组的首席研究员尤金尼亚·奇亚普站在她的办公室里
有一扇门，大概三米远，地板平坦而干净
尤金尼亚打算直线走到门口，花一秒钟测量距离和地形
她闭上眼睛，向前走了四步，撞到了她右边的一把椅子上
这可能不会让你感到惊讶
看起来很明显，视觉与有效移动的能力有关，所以很明显你不能闭着眼睛走直线
但是，为什么不呢？这些运动是我们多年来已经完善的，然而我们在没有视力的情况下很难做到几步以上
在今天发表在科学杂志《当代生物学》上的一项研究中，科学家展示了视觉控制如何影响苍蝇的运动
大脑-身体-眼睛的联系 这篇论文，来自博士
D
-托马斯·克鲁兹的论文研究，研究了稳定运动的无数方法，以及这些方法如何受到视觉的影响
这项研究是基于对果蝇的研究，尽管托马斯和尤金尼亚都认为研究结果可以转化到包括人类在内的大脑大的动物身上
这项研究挑战了视觉如何影响运动的公认模型
Eugenia Chiappe解释说，“长期以来的观点是通过头-身体协调或直接通过身体旋转进行反应性代偿性旋转
我们发现事实并非如此
视觉对保持凝视稳定性的作用是通过调整姿势调整来影响身体运动，作为一种预防措施
" 换句话说，科学家认为视觉反馈会产生反应性旋转:一旦你偏离了路线，视觉就会触发补偿性旋转
然而，这篇论文认为，这些旋转发生得太快了，不可能是这样，它们实际上是在防止错误的运动，而不是对它们做出反应，这不是一个普遍持有的假设
托马斯·克鲁兹认为，这些发现的真正新奇之处就在于此，“视觉的效果一定比以前想象的更接近肢体控制，在苍蝇的脊髓中。”
" 尤金尼亚说，“托马斯表明，当没有视觉时，肢体控制系统不可避免地会对平衡和姿势扰动做出反应
而当有视力时，直线行走的行为目标优先于那些小小的姿势调整
" 没有视觉，你的身体仍然在接收一些信息来帮助进行姿势调整
如果你站在斜坡上，你的脚踝会向上或向下倾斜，以保持身体直立，这样你就不会摔倒
如果你用左腿向前迈一步，用右腿的下一步将遵循阻力最小的路径——最容易保持平衡的运动，但不一定是直线
然而，如果你有一个行为目标——比如一直往前走——视觉会将所需的姿势调整降到最低，以便有效地实现这一目标
动物，无论是昆虫还是人类，如何决定遵循哪种模式？“在动物愿意做的事情和世界的物理属性在姿势控制方面强加的东西之间有一点紧张
愿景使模型偏向于行为目标
当视觉不可用时，首选模型与姿势和平衡有关
这个想法在很大程度上也适用于人类，”尤金尼亚断言
飞目标？ 当讨论果蝇的行为和意图时，一个显而易见的问题被提了出来:鉴于你不知道果蝇的目标，你怎么知道它是否以目标导向的方式行动？尤金尼亚对此给予托马斯充分的肯定，解释说“这是这篇论文的另一个智慧方面！这很难测试，因为我们正在处理一个很难从外部观察中提取的内部信号
" 托马斯使用最先进的虚拟现实系统FlyVRena来进行实验
用他自己的话来说，“我们让苍蝇沉浸在虚拟现实中，这样我们就可以高分辨率地测量苍蝇在这种环境中是如何运动的，并控制进入苍蝇视网膜的东西
对于人类来说，这可以通过虚拟现实护目镜来完成，但是对于苍蝇，我们用虚拟现实技术建造了一个有地板的小空间，允许我们精确地操纵苍蝇从下面看到的任何东西
空间的墙壁和天花板保持静止和空白，以尽量减少视觉刺激“噪音”
用这种方法，我们测试了像“视觉对于头-身体运动协调重要吗？”" 尤金尼亚解释了团队如何确定苍蝇是以目标为导向还是以更随机的方式行动:“这也是托马斯非常聪明的做法，他在世界上创造了一个环境，让动物表现出非常有条理的规律行为
通过这种方式，我们可以有把握地假设任何偏离都是无意的，或者与目标无关
为了做到这一点，我们加热了墙壁，这意味着苍蝇总是会在空间的给定区域行走，当它离其中一面墙壁太近时，就会转向，朝着一个可以预测的方向前进
“然后，这只是一个看到苍蝇如何在不同的视觉条件下，包括完全黑暗的情况下，在身体上组织运动的例子
将知识应用于更大的大脑 有了这些新信息，这项研究的下一步是什么？Eugenia说，“我们观察到的视觉反馈的预防作用强烈表明，脊髓信号和大脑中的视觉回路之间存在双向相互作用，因此我们的下一步是了解它们跨不同行为的双向相互作用
更一般地说，身体和大脑之间这些相互关联的信息流不仅影响对运动矫正的控制，还会产生感知、委托和自我意识
例如，在某些精神疾病中，比如当患者不能识别自己的肢体时，这些双向互动会在某些特定的状态下支离破碎
" 最后一句话应该说给托马斯听，他正准备为自己关于这项研究的论文辩护
他解释说，“下一步将是确定这些信息来源汇聚的确切回路，并研究它们如何相互作用来指导动物的行为
"
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