综述：脊椎动物与昆虫视觉系统的类比研究

这篇综述聚焦脊椎动物（如斑马鱼幼虫）与昆虫（如果蝇）视觉系统的深层相似性，突破传统运动检测（EMD）研究范畴，揭示两者在姿态稳定、趋避行为等高级视觉通路中的保守机制。通过比较遗传学模型（Danio rerio与Drosophila melanogaster），作者强调跨物种第三级视觉结构（如中央复合体与视顶盖）的功能趋同，为进化约束与行为目标研究提供新视角。

　　

Abstract

尽管脊椎动物与昆虫存在巨大进化距离，但两者的视觉系统却展现出令人惊异的相似性——从早期神经解剖学家Ramón y Cajal的观察，到现代转基因技术（如GCaMP钙成像）揭示的深层功能类比。近期研究以斑马鱼幼虫（Danio rerio）和果蝇（Drosophila melanogaster）为模型，突破了传统对初级运动检测通路（如HS细胞与T4/T5神经元）的局限，将比较视野扩展至高级视觉中枢。

跨物种的视觉通路保守性

在初级视觉层，两者均采用视网膜/复眼→视神经/视叶→中脑的经典路径。斑马鱼的视顶盖（optic tectum）与果蝇的中央复合体（central complex）虽解剖结构迥异，却均参与空间导航与目标追踪。例如，视顶盖的层状拓扑投射与果蝇椭球体（ellipsoid body）的罗盘样编码，均能实现环境特征的空间表征。

行为任务的神经机制趋同

在姿态稳定（postural stabilization）中，斑马鱼后脑的视动反应通路与果蝇的视动震颤系统（optomotor response）均依赖方向选择性神经元群。而趋避行为（approach/avoidance）则涉及保守的决策机制：斑马鱼视前区（pretectum）的CsChrimson激活与果蝇LC₄神经元的GtACR₂抑制，均可双向调控光趋向性。

第三级结构的进化启示

高级视觉中枢（如脊椎动物端脑与昆虫蘑菇体）的相似功能提示：自然选择可能通过“硬件异构-功能同构”策略解决相同行为需求。这种跨物种类比不仅为脑进化研究提供范式，更启示研究者整合斑马鱼全脑成像（whole-brain imaging）与果蝇单神经元操控（single-cell optogenetics）的技术优势。

展望

未来研究需解析分子层面（如Pax⁶/eyeless基因）如何驱动远缘物种的视觉通路趋同。此外，比较病理模型（如视网膜退行性疾病与光感受器变性）可能揭示神经保护的新靶点。