加州大学圣地亚哥分校的研究表明，果蝇使用其感觉系统中的预处理机制来有效地解码复杂的气味，为了解感觉系统功能和潜在的技术应用提供了参考。

人类的嗅觉非常复杂，需要使用数十亿个神经元来识别各种气味。相比之下，果蝇等昆虫只有 10 万个神经元，但仍能有效地处理复杂的气味，以完成寻找食物、交配和躲避捕食者等生存任务。在一项新研究中，加州大学圣地亚哥分校的研究人员揭示了果蝇拥有的简单而有效的系统，使它们能够克服有限的感官能力。

“我们的研究揭示了昆虫用于应对复杂嗅觉刺激的感觉处理算法，”这项研究的主要作者、物理学博士生 Palka Puri 说道。“我们表明，昆虫感觉神经元的特殊组织是解决这一难题的关键——实施一个促进大脑中枢计算的重要处理步骤。”Puri 和他的合著者博士后学者 Shiuan-Tze Wu、副教授 Chih-Ying Su 和助理教授 Johnatan Aljadeff 将这些研究成果发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

这项新研究挑战了先前的假设，即中央大脑是苍蝇处理气味的主要场所。相反，它表明，昆虫感官能力的有效性依赖于其感官系统外围的“预处理”阶段，该阶段为气味信号做好准备，以供稍后在中央大脑区域进行的计算。

苍蝇感知气味

加州大学圣地亚哥分校的科学家提出了一种解决方案，解释果蝇如何使用简单但有效的系统来识别气味。图片来源：加州大学圣地亚哥分校 Aljadeff 实验室

苍蝇的气味检测机制

苍蝇通过触角嗅闻气味，触角上布满了感知毛，可以探测周围环境的元素。每根感知毛通常有两个嗅觉受体神经元(ORN)，它们由环境中的不同气味分子激活。有趣的是，同一根感知毛中的 ORN 通过电相互作用紧密耦合。

“这种情况类似于两根载流导线靠得很近，”普里解释道。“导线携带的信号通过电磁相互作用相互干扰。”