Cell子刊：汪菲团队揭示控制雄蝇交配行为的关键感觉反馈神经机制

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

感觉反馈对行为的实时调节是动物适应环境、完成复杂生命活动的基础。在行为执行过程中，大脑必须根据身体与环境接触产生的即时感觉信息，不断修正运动指令，以确保行为的成功。然而，这种感觉-运动转换在具体行为中如何通过神经环路实现，一直是神经科学的重要问题。

交配行为是动物复杂的本能行为之一，它要求个体在动态的身体接触中，根据对方反馈实时调整自身动作。雄性果蝇在求偶过程中会执行一系列程序化的行为，包括追逐、唱求偶歌、尝试交配等。这些行为由遗传程序驱动，同时高度依赖感觉反馈来指导行为阶段的转换。一旦进入身体接触阶段，尤其是生殖器结合时，来自生殖器的实时感觉反馈就变得不可或缺。它指导雄蝇调整交配姿态，最终实现成功交配。

雄性果蝇生殖器上密布着形态多样的机械感觉刚毛，但它们在交配过程中的具体作用及中枢整合机制尚不清楚。

2026 年 9 月 16 日，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心 （神经科学研究所）汪菲团队在 Cell 子刊 Current Biology 上发表了题为 ：Mechanosensory Feedback Circuits for Copulation Control in Drosophila Males 的研究论文。

该研究以果蝇的交配行为为范式，首次系统揭示了生殖器机械感觉反馈信号如何通过并行神经环路，在行为的不同阶段动态调控运动输出，从而确保交配成功。这一发现为理解感觉-运动转换的环路原理提供了清晰的框架。

在这项最新研究中，研究团队聚焦于这些生殖器机械感觉神经元，旨在揭示感觉信号如何在交配行为中被实时转化为运动指令。

雄性黑腹果蝇生殖器上主要分布着三类感觉刚毛，分别位于 surstylus（SUR）, epandrial ventral lobe（EVL）和 median gonocoxite（MG）。研究团队利用 split-GAL4 技术精准标记了支配这些感觉刚毛的感觉神经元，并通过遗传操纵证实它们在果蝇尝试交配的过程中发挥关键作用。利用在体钙成像技术，研究团队系统解析了三类感觉神经元对机械刺激的响应特性。SUR 和 EVL 神经元在刺激的开始和结束时表现出瞬时性反应，而 MG 神经元在持续刺激下表现持续性反应。这表明三类神经元分别编码不同类型的触觉信息，SUR 和 EVL 可能感知生殖器接触的动态变化，MG 则负责监控持续性接触状态。

这些感觉信号是如何在神经环路层面被整合，进而指导生殖器的准确结合呢？研究团队结合果蝇电镜连接图谱与功能验证发现，这些感觉神经元主要通过中间神经元将信号传递至下游的运动神经元，其中兴奋性中间神经元 copEN 作用于 MNad62 运动神经元，负责启动并维持交配行为；抑制性中间神经元 copIN 则作用于 MNad20 运动神经元，在交配过程中发挥不同的调控作用。

有趣的是，这两类运动神经元在交配终止阶段也发挥着相反的调控作用：MNad62 的活性下降使交配维持信号减弱，导致交配终止；而 MNad20 的激活则主动推动生殖器分离，加速终止过程。二者协同作用确保了交配在恰当的时间点顺利完成终止。

雄蝇交配行为的感觉反馈环路模型

综上所述，该研究系统描绘了果蝇雄性交配过程中“感觉输入-中间整合-运动输出”的环路框架，揭示了生殖器机械感受如何通过多条并行通路调控交配的启动、维持与终止。这一发现为理解动物生殖行为中感觉与运动的协同机制提供了重要的神经环路基础。