神経ペプチドFニューロンは、ショウジョウバエの幼虫の関連性嗅覚学習中に砂糖報酬を調節します

すべての生物は、生き残るために環境の変化に従って行動を継続的に適応させる必要があります。経験駆動型の行動の変化は、通常、定義された脳回路内のシグナル伝達の修正によって媒介され、維持されます。ショウジョウバエの幼虫の脳の単純さと遺伝的および行動レベルでの実験的アクセシビリティを考えると、ショウジョウバエ神経ペプチドF（DNPF）ニューロンが古典的な嗅覚条件付けに関与しているかどうかを分析しました。DNPFは哺乳類の神経ペプチドYのオーソログであり、食物を求める行動を刺激する高度に保存された神経療法です。シングルセルレベルでのDNPFニューロンの包括的な解剖学的分析を提供します。DNPFニューロンの人工活性化は、獲得中に砂糖報酬信号を調節することにより、食欲のある嗅覚学習を阻害することを実証します。確立された食欲のある嗅覚記憶の検索に対して効果は検出されません。調節効果は、単一細胞レベルでテストされた場合、条件付けされた挙動を阻害および反転させる3つの異なる細胞タイプの共同作用に基づいています。まとめると、私たちの研究では、ショウジョウバエの幼虫の古典的な嗅覚条件付けのための糖補強シグナル伝達経路の解剖学的および機能的には、新しい部分を説明しています。

All organisms continuously have to adapt their behavior according to changes in the environment in order to survive. Experience-driven changes in behavior are usually mediated and maintained by modifications in signaling within defined brain circuits. Given the simplicity of the larval brain of Drosophila and its experimental accessibility on the genetic and behavioral level, we analyzed if Drosophila neuropeptide F (dNPF) neurons are involved in classical olfactory conditioning. dNPF is an ortholog of the mammalian neuropeptide Y, a highly conserved neuromodulator that stimulates food-seeking behavior. We provide a comprehensive anatomical analysis of the dNPF neurons on the single-cell level. We demonstrate that artificial activation of dNPF neurons inhibits appetitive olfactory learning by modulating the sugar reward signal during acquisition. No effect is detectable for the retrieval of an established appetitive olfactory memory. The modulatory effect is based on the joint action of three distinct cell types that, if tested on the single-cell level, inhibit and invert the conditioned behavior. Taken together, our work describes anatomically and functionally a new part of the sugar reinforcement signaling pathway for classical olfactory conditioning in Drosophila larvae.