果蝇视觉系统中一种接收肢体运动反馈的细胞类型LT52的发现及其功能机制研究

哈佛医学院的研究团队发现果蝇视觉系统中的LT52神经元能通过整合视觉和非视觉信号特异性检测前肢梳理行为，并抑制中枢转向回路，防止果蝇对自身肢体产生错误视觉导向行为。该研究揭示了感觉系统预测自生感官信号的神经机制，为运动-感觉整合研究提供新范式。

　　

在复杂的自然环境中，生物体需要准确区分自身运动产生的感觉信号与外界刺激。这一过程对生存至关重要，但神经系统如何构建对自生感官信号的预测机制仍是未解之谜。果蝇作为模式生物，其精简而高效的神经系统为研究这一基本问题提供了理想模型。

哈佛医学院（Harvard Medical School）神经生物学系的研究团队在《Current Biology》发表重要成果，发现视觉系统中一类特殊神经元LT52能通过融合视觉和非视觉信号，特异性检测果蝇前肢梳理行为产生的感官反馈。该研究首次揭示了果蝇非运动性肢体动作在视觉系统中的表征机制，为理解运动-感觉整合提供了新视角。

研究采用双光子钙成像技术记录头部固定果蝇在球体跑步机上的神经活动，结合高精度行为追踪系统捕捉前肢运动轨迹。通过基因操作构建盲眼突变体（norpA）和选择性标记LT52神经元的转基因果蝇（split-Gal4），研究人员比较了视觉与非视觉输入对神经元活动的贡献。此外，借助全脑连接组数据（FAFB和BANC数据集）解析了LT52的神经环路连接。

LT52神经元的活动特征

研究发现，LT52神经元在果蝇静止时呈现高基础活性，而在行走时被抑制。当果蝇用前肢梳理头部时，LT52表现出强烈的瞬时激活。值得注意的是，这种激活在盲眼果蝇中依然存在，表明其接收非视觉输入。通过量化肢体运动与神经活动的相关性，证实LT52主要响应同侧前肢（ipsilateral leg）的抬升动作，且非视觉成分的反应速度（约257 ms）快于视觉成分。

视觉调谐与肢体运动的匹配

LT52对垂直条纹（宽度30°）的前后运动（front-to-back）表现出最佳响应，这与前肢胫节（tibia）扫过眼区的实际视觉特征（32°宽、7.5 Hz频率）高度吻合。实验显示，LT52对随机点运动反应微弱，而对延伸边缘运动敏感，证实其专门检测肢体状视觉刺激。

神经环路机制

连接组分析揭示：LT52接收来自视觉离心神经元（如cLLPM02）的输入，后者直接接受腹神经索（ventral nerve cord）上行的前肢本体感觉信号。同时，LT52通过谷氨酸能突触抑制mAOTU脑区的AOTU019/AOTU025神经元——这些细胞是视觉引导转向行为的关键节点。LT52还靶向支配飞行相关下行神经元（descending neurons）的环路，可能在着陆过程中抑制对肢体的错误反应。

这项研究阐明了神经系统如何通过多模态信息整合（视觉反馈+本体感觉/运动指令）构建对自生感官信号的预测。LT52神经元的发现不仅揭示了果蝇避免对自身肢体产生错误行为反应的神经基础，更提出了"运动特异性感觉调制"的新概念——不同运动模式（如行走vs梳理）可能通过专属通路调节感觉处理。该成果为理解更高等生物的感觉运动整合提供了进化保守的机制框架。