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A neurodevelopmental origin of behavioral individuality in the Drosophila visual system
Science ( IF 56.9 ) Pub Date : 2020-03-05 , DOI: 10.1126/science.aaw7182
Gerit Arne Linneweber 1, 2, 3 , Maheva Andriatsilavo 1, 2, 3 , Suchetana Bias Dutta 1, 2, 3 , Mercedes Bengochea 1 , Liz Hellbruegge 2, 3 , Guangda Liu 4, 5 , Radoslaw K. Ejsmont 1 , Andrew D. Straw 6 , Mathias Wernet 2 , Peter Robin Hiesinger 2, 3 , Bassem A. Hassan 1, 2, 3
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Diversity from development When given a line to follow, some fruit flies do so carefully and others weave. Linneweber et al. now show that these behaviors are stable for an individual but diverse in an isogenic population. Key to generating individual diversity in the population is the inherent chaos of normal development. A set of neurons in the visual system is wired up in a variable manner, resulting in brain circuit asymmetry unique to each fly that guides its line-walking behavior. With more asymmetry in its brain circuit, a fly is better able to orient to the line. Science, this issue p. 1112 Individual variation in how neural circuits develop in fruit flies underlies variations in individuals’ behavior. The genome versus experience dichotomy has dominated understanding of behavioral individuality. By contrast, the role of nonheritable noise during brain development in behavioral variation is understudied. Using Drosophila melanogaster, we demonstrate a link between stochastic variation in brain wiring and behavioral individuality. A visual system circuit called the dorsal cluster neurons (DCN) shows nonheritable, interindividual variation in right/left wiring asymmetry and controls object orientation in freely walking flies. We show that DCN wiring asymmetry instructs an individual’s object responses: The greater the asymmetry, the better the individual orients toward a visual object. Silencing DCNs abolishes correlations between anatomy and behavior, whereas inducing DCN asymmetry suffices to improve object responses.

中文翻译:

果蝇视觉系统中行为个性的神经发育起源

发展带来的多样性 当给定一条路线时,一些果蝇会小心翼翼地进行,而另一些果蝇则在编织。林尼韦伯等人。现在表明,这些行为对于个体来说是稳定的,但在同基因群体中是不同的。在种群中产生个体多样性的关键是正常发展的内在混乱。视觉系统中的一组神经元以可变方式连接,导致每只果蝇特有的大脑回路不对称性,从而引导其走线行为。由于大脑回路的不对称程度更高,苍蝇能够更好地定位到这条线。科学,这个问题 p。1112 果蝇神经回路如何发育的个体差异是个体行为差异的基础。基因组与经验的二分法主导了对行为个性的理解。相比之下,大脑发育过程中不可遗传的噪音在行为变异中的作用尚未得到充分研究。使用黑腹果蝇,我们证明了大脑接线的随机变化与行为个性之间的联系。称为背丛神经元 (DCN) 的视觉系统电路显示出右/左布线不对称的不可遗传的个体间变异,并控制自由行走的苍蝇的物体方向。我们表明 DCN 布线不对称性指示个人的对象反应:不对称性越大,个人对视觉对象的定向越好。沉默 DCN 消除了解剖结构和行为之间的相关性,而诱导 DCN 不对称性足以改善对象响应。我们证明了大脑接线的随机变化与行为个性之间的联系。称为背丛神经元 (DCN) 的视觉系统电路显示出右/左布线不对称的不可遗传的个体间变异,并控制自由行走的苍蝇的物体方向。我们表明 DCN 布线不对称性指示个人的对象反应:不对称性越大,个人对视觉对象的定向越好。沉默 DCN 消除了解剖结构和行为之间的相关性,而诱导 DCN 不对称性足以改善对象响应。我们证明了大脑接线的随机变化与行为个性之间的联系。称为背丛神经元 (DCN) 的视觉系统电路显示出右/左布线不对称的不可遗传的个体间变异,并控制自由行走的苍蝇的物体方向。我们表明 DCN 布线不对称性指示个人的对象反应:不对称性越大,个人对视觉对象的定向越好。沉默 DCN 消除了解剖结构和行为之间的相关性,而诱导 DCN 不对称性足以改善对象响应。我们表明 DCN 布线不对称性指示个人的对象反应:不对称性越大,个人对视觉对象的定向越好。沉默 DCN 消除了解剖结构和行为之间的相关性,而诱导 DCN 不对称性足以改善对象响应。我们表明 DCN 布线不对称性指示个人的对象反应:不对称性越大,个人对视觉对象的定向越好。沉默 DCN 消除了解剖结构和行为之间的相关性,而诱导 DCN 不对称性足以改善对象响应。
更新日期:2020-03-05
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