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呼吸的适应性控制对生命至关重要，然而将呼吸与运动及内部生理状态相耦联的神经回路仍知之甚少。昆虫通过气门调节气体交换：这些位于角质层中的阀门样开口可在尽量减少水分流失的同时实现氧气摄取。我们发现，果蝇的气门开启状态会随飞行功率动态匹配，并在脱水时减弱。我们鉴定出支配气门肌肉的运动神经元，并表明其光遗传激活可关闭全部十八个气门并迅速限制飞行功率。抑制性中间神经元将下行的飞行指令传递至气门运动神经元，并使气门开启程度与代谢需求成比例。另一条内感受通路汇聚至同一组中间神经元，促使气门关闭并抑制飞行。因此，前馈性下行指令将飞行功率与气门开启耦联，而内感受反馈通路则通过关闭气门，在氧气供应与水分流失之间实现平衡。这种紧凑的回路架构可能反映了一种普遍的解决方案，即使呼吸与运动以及水分保守之间相互竞争的需求相匹配。
3 约翰斯·霍普金斯大学机械工程系，3400 North Charles Street，马里兰州 21218，美国； 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。 本文依据 CC-BY-ND 4.0 国际许可协议 公开提供。
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发布于 2026 年 7 月 29 日。
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果蝇呼吸的神经控制
Yichen Luo， Anne Sustar， Juan I. Ispizua， Gayathri Kondakath， Yu Yang， Floris van Breugel， John C. Tuthill
bioRxiv 2026.07.28.740380； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.28.740380
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《果蝇呼吸的神经控制》
Yichen Luo， Anne Sustar， Juan I. Ispizua， Gayathri Kondakath， Yu Yang， Floris van Breugel， John C. Tuthill
bioRxiv 2026.07.28.740380； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.28.740380
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.28.740380v1?rss=1
🏷️ 呼吸神经调控 气门控制 飞行功率 内感受反馈 运动神经元