超过一个世纪以来，果蝇一直是遗传学与神经科学研究的重要模式生物。哈佛神经科学家近日在《Current Biology》发表的一项研究显示，黑腹果蝇在一种“类似游戏”的实验设置中，能够通过反复探索学习如何与陌生物体互动，并逐步掌握对微小球体的操控方式。

该研究第一作者、罗兰研究所博士后学者岩崎健一表示，实验中出现了多项学习迹象，提示果蝇在物体操控方面的能力可能被低估。

研究团队此前曾展示如何引导果蝇完成特定路径行走。在去年发表于《美国国家科学院院刊》的一项工作中，研究人员演示了让黑腹果蝇沿着拼出“HELLO WORLD”的路径行走并穿越迷宫。新研究在此基础上转向另一问题：能否在缺乏明显奖励线索的情况下，引导果蝇接近陌生物体并观察其互动行为。

资深作者、罗兰研究所研究员亚历山大·“萨沙”·雷什布斯基称，团队最初只是尝试让果蝇完成一些简单行为，但当果蝇被引导靠近球体后，出现了此前未被记录的互动方式。

研究指出，果蝇通常不会主动接近缺乏吸引性气味等明显奖励的物体。为此，研究人员利用果蝇的“视动反应”进行引导：在果蝇头部投射由蓝色与黑色条纹组成的旋转“风车”视觉刺激。风车顺时针旋转时，果蝇向右转；逆时针旋转时，果蝇向左转。雷什布斯基将这一方法形容为“果蝇头部的方向盘”。

在实验物体设置上，研究人员使用了一个几乎与果蝇体长相当、重量为其10倍的小型健身球。团队表示，黑腹果蝇自20世纪初以来被广泛研究，相关生物学信息较为完备，包括完整基因组和大脑连接图，这使得研究人员能够进一步观察其在接触新奇物体时的神经系统反应。

实验初期，果蝇对球体兴趣有限；但在多次接触后，研究人员观察到果蝇开始更频繁地与球体互动，并出现类似“玩球”的行为。岩崎健一称，果蝇会用前肢抓住塑料球，并以全身动作推动或“投掷”球体；同时还可见跳上跳下球体等动作。

研究团队将果蝇与球体的互动归纳为五种行为“模式”，其中包括通过在球体顶部或侧面行走来滚动球体的“球步”。研究人员共记录了48只雄性果蝇近3万次与球体的互动。

研究还发现，果蝇在操控过程中会改变对球体的行为方式。随着时间推移，果蝇对静止球体的偏好增强，相比之下更少选择移动球体。雷什布斯基表示，团队在实验中反复观察到果蝇逐渐偏好不动球体的现象。

为进一步定位相关神经机制，研究人员将关注点放在果蝇大脑“中央复合体”中的H-Delta细胞神经元上。当这些神经元被研究人员失活后，果蝇的学习偏好明显减弱。

研究作者在论文中写道，即便是小型昆虫的大脑也具备结构化学习与适应性探索能力。岩崎健一表示，这项研究可能影响外界对果蝇能力的认识。