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外界温度环境的变化,显著影响着动物体的各项生理活动。因而,为了应对环境变化,从昆虫到哺乳动物都进化出了一套灵敏而高效的温度感知系统。果蝇作为模式动物,因其相对简单的神经系统结构,为温度感知的研究提供了一个很好的模型。本文中,我们首先使用果蝇钙成像的技术手段,鉴定出了中央脑内的两簇不依赖于外周温度感受器而对升温信号产生反应的神经元——R18C12神经元。该神经元由R18C12-Gal4所标记,对称的分布于果蝇中央脑两侧。我们发现,R18C12神经元仅在升温条件下产生胞内钙离子浓度升高的反应,而不响应于降温信号。实验表明,R18C12神经元在不同温度条件下,其反应幅度随着温度的升高而存在降低的趋势。此外,该神经元对升温信号的反应还存在一定的延迟,且延迟的时间,随着刺激温度的升高而显著降低。进一步的分析表明,钙信号的反应幅度,与温度曲线在时间上的积分存在线性相关关系。这些结果提示,R18C12神经元对升温刺激的反应强度可能与温度刺激的强度有关。我们进而又使用了CaLexA的技术手段,证实了在体条件下R18C12神经元可被外界的高温环境所激活。随后,我们通过GRASP实验,证实R18C12神经元可能与生物钟神经元存在结构上的联系。双光子钙成像和电生理实验都表明,R18C12神经元在体条件下可对外界的光照刺激产生反应。综合上述结果,推测,R18C12神经元可能通过整合外界的温度和光照信号,调控果蝇的生物钟节律。 在本文的第二部分,我们搭建了一套用于记录分析果蝇中央脑神经元活性的胞外记录系统。使用这一系统,我们可以实现对果蝇中央脑深部脑区的在体胞外记录,这为将果蝇的行为学实验与电生理实验相结合提供了可能。