Neural Coding of Leg Proprioception in Drosophila.
Neural Coding of Leg Proprioception in Drosophila.
复制标题
果蝇中腿部本体感受的神经编码。
DOI：
10.1016/j.neuron.2018.09.009
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发表时间：
2018-11-07
期刊：
影响因子：
16.2
通讯作者：
Tuthill JC
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mamiya A;Gurung P;Tuthill JC
动物依靠身体位置和运动的内在感觉来有效地控制运动行为。这种本体感觉是由分布在全身的不同群体的机械感觉神经元介导的。在这里，我们研究了果蝇腿本体感觉的神经编码，使用体内双光子钙成像的本体感觉神经元在苍蝇胫骨的控制运动。我们发现，腿本体感受器的轴突被组织成不同的功能投影，其中包含特定运动特征的地形表征。利用亚类特异性遗传驱动系，我们发现一组轴突编码胫骨位置（屈曲/伸展），另一组编码运动方向，第三组编码双向运动和振动频率。总的来说，我们的研究结果揭示了来自单个腿关节的本体感觉刺激是如何被不同的感觉神经元编码的，并为理解运动回路如何使用本体感觉反馈信号来协调身体提供了一个框架。本体感觉是身体位置和运动的内在感觉，对自适应运动控制至关重要。Mamiya等人利用体内钙成像技术揭示了果蝇腿上监测股骨-胫骨关节的本体感受器的功能调节和空间组织。
Animals rely on an internal sense of body position and movement to effectively control motor behavior. This sense of proprioception is mediated by diverse populations of mechanosensory neurons distributed throughout the body. Here, we investigate neural coding of leg proprioception in Drosophila, using in vivo two-photon calcium imaging of proprioceptive sensory neurons during controlled movements of the fly tibia. We found that the axons of leg proprioceptors are organized into distinct functional projections that contain topographic representations of specific kinematic features. Using subclass-specific genetic driver lines, we show that one group of axons encodes tibia position (flexion/extension), another encodes movement direction, and a third encodes bidirectional movement and vibration frequency. Overall, our findings reveal how proprioceptive stimuli from a single leg joint are encoded by a diverse population of sensory neurons, and provide a framework for understanding how proprioceptive feedback signals are used by motor circuits to coordinate the body. Proprioception, the internal sense of body position and movement, is essential for adaptive motor control. Mamiya et al. use in vivo calcium imaging to reveal the functional tuning and spatial organization of proprioceptors that monitor the femur-tibia joint of the Drosophila leg.
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