神经逻辑

我们所做的每件事都可以归结为一系列的神经信号，这些信号可以转化为物理行为。我们通过我们的感官接收信息，感觉神经元将这些信息转换成电信号和化学信号，这些信号被我们大脑中的其他神经元处理，最终，运动神经元激活我们四肢的肌肉。但是这些信号是如何完成它们的电路的——以及这些电路是如何竞争的——还没有被完全理解。

这个谜团让加州大学圣巴巴拉分校的研究人员朱莉·辛普森着迷。众多不同的信号如何成为合适的行动?神经系统如何将竞争信息组织成要做什么和以什么顺序?

辛普森是分子、细胞和发育生物学部门的助理教授，他说:“动物的行为非常惊人，我们观察到的许多行为都依赖于精确的运动。”“有不同的工具和方法来测量这些行为，并操纵控制这些行为的神经元和回路的活动。”

以果蝇(Drosophila melanogaster)为例，这是一种经过充分研究的遗传模型生物，像辛普森这样的科学家已经学会了用光来激活它的神经元。在最近的一项研究中,辛普森和她研究生尼尔张先生和李郭确定序列的修饰,天生的果蝇的行为,是一个复杂的动作编排结果对比相对大量的“污垢”(红灯,实际上)刺激神经元在不同地区的身体。

这些计算是在哪里以及如何进行的?解开大脑和身体之间的这种联系，不仅能推进神经科学的基础知识，还能揭示信号传导不正常的人类状况，比如帕金森氏病或强迫症。

如今，凭借美国国家科学基金会(NSF)颁发的终身成就奖，辛普森已经做好了这样做的准备。该奖项将颁发给“有潜力在研究和教育领域成为学术榜样，并在所在部门或组织的使命中引领进步的早期职业教师”，这将使她能够更深入地研究神经回路如何控制行为。

加州大学圣巴巴拉分校数学、生命和物理科学学院院长皮埃尔·威尔兹尤斯说:“我祝贺朱莉·辛普森获得这个著名的国家科学基金会终身成就奖。”她在神经系统方面的研究有助于我们理解大脑与身体之间的联系，并为未来在神经科学及其他领域的应用带来了很大希望。她延续了优秀青年教师获得国家认可的优良传统，我期待她继续取得成功。”

辛普森说:“国家科学基金会的终身成就奖太棒了。”辛普森教授遗传学和神经生物学方面的文学课程，并在加州大学圣迭戈分校卡弗里理论物理研究所(Kavli Institute for Theoretical Physics)联合组织了一所感官导航神经物理学暑期学校。“这是一笔为期五年的拨款，用于支持基础科学研究与教学相结合，因此我可以为我的实验室的未来做计划。”我很荣幸，我的同行和国家科学基金会认为这项研究建议值得支持，特别是在这样一个竞争激烈的资助环境下。博士后研究员Durafshan Sakeena Syed博士和MCDB研究生李果(音)以及UCSB的本科生团队为这项研究做出了贡献，并将获得资助，所以这是我们所有人的胜利。”

这项研究的重点将放在果蝇的下行神经元上，这些神经元将果蝇的大脑与腹侧神经系统连接起来。

辛普森说:“下行神经元连接着神经系统的这两个部分，是一个信息瓶颈。”数量有限的神经元控制着各种各样的运动，协调指令和竞争性的反射，使之成为富有成效的行为。光发生和机器学习技术将被用来绘制感觉和运动电路之间的神经连接，并在地图上确定控制身体行为的决策是在哪里做出的。

”行为的理解方面执行直接针对特定感官暗示,哪些方面是将它们打包到子例程,以及子程序被称为序列将照亮的控制体系结构,组装复杂的行为从简单的构建块,允许灵活的应对竞争的刺激,”辛普森说。“既然人类的大脑也能解决类似的难题，那么通过解剖果蝇的下行回路来梳理其毛发，就能提供一个我们可以在自己身上寻找的模板算法。”辛普森2001年在加州大学伯克利分校(UC Berkeley)完成了博士学位，之后在威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin, Madison)完成了博士后工作。2006年，她在霍华德·休斯医学院的珍妮利亚研究园建立了自己的实验室，在那里进行研究，直到2015年加入加州大学圣巴巴拉分校。