《SCIENCE ADVANCES》：Multimodal social context modulates larval behavior in Drosophila
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本研究针对动物社会行为中信息整合机制不清的问题，通过果蝇幼虫模型开展社会情境调控行为研究，发现幼虫在无食物环境下通过机械感受（NompC/iav）与化学感受（ppk23/IR8a）等多模态感官线索识别同种个体，形成优先于光/糖刺激的扩散行为，且该行为受发育期社会经验调控。该成果为解析社会交互神经环路提供了可追踪模型。
在动物世界中，个体如何感知并响应社会信息始终是神经科学的核心谜题。尽管果蝇（Drosophila）通常不被视为典型的社会性昆虫，但其幼虫在发育过程中持续暴露于同种个体环境中，面临资源竞争与协作共生的双重挑战。现有研究虽已揭示成年果蝇依赖多模态感官线索进行社会交互，但幼虫阶段的社会识别机制及其神经基础仍如雾里看花。尤其在社会情境如何调控行为决策、不同感官输入如何整合等关键问题上，科学界缺乏系统性的解析工具。
为突破这一瓶颈，研究人员在《SCIENCE ADVANCES》发表的最新研究中，构建了一套刺激可控的果蝇幼虫行为范式，首次揭示社会情境可覆盖幼虫对光/糖等外部刺激的固有反应，并发现该过程依赖机械感受与化学感受的多通道协同机制。更引人注目的是，幼虫的社会行为模式竟能被早期发育经验所塑造——从未接触同类的孤立个体表现出更强的同种回避反应，仿佛失去"社交经验"的个体对同伴存在更强烈的警觉性。
为精准捕捉社会交互的动态过程，研究团队采用25厘米×25厘米的大尺度琼脂糖观察场，搭配红外成像系统与自定义追踪软件TRex，对幼虫个体及群体（15只）进行10分钟行为记录。通过对比真实群体与虚拟叠加个体组的运动轨迹，研究人员量化了平均邻体距离（AND）、邻体距离（ND）及均方位移（MSD）等关键参数。实验设计涵盖底物变更（果糖吸引力测试）、光环境调控（白光LED厌恶实验）及发育干预（孤立/轻度拥挤/高度拥挤饲养），并结合遗传学手段系统筛选了机械感受（NompC、iav、piezo、nan）、嗅觉（orco、IR8a、IR25a、GR63a）、味觉（ppk23、IR76b）及视觉（NorpA）等相关受体突变体或神经元消融品系。
研究结果通过四个层次逐层展开：
果蝇幼虫远离同种个体扩散
在无食物环境中，真实群体幼虫表现出显著高于虚拟个体的扩散速率与中心距离。热力图分析显示群体个体偏向场周边分布，而虚拟个体滞留中心区域。相遇时间与持续时间分析进一步证实真实群体存在主动回避行为，且该现象在5-20只不同规模群体中均稳定存在。
社会情境调控覆盖多种外部刺激响应
当面临果糖吸引力或白光厌恶刺激时，个体幼虫分别表现出中心滞留或边界回避行为，而群体幼虫却维持稳定扩散模式，表明社会情境可优先级覆盖非食物线索的行为响应。
发育经验影响社会调控
孤立饲养幼虫在群体测试中呈现超常扩散行为，而拥挤饲养个体则表现出更密集的同伴接触。这一发现揭示社会经验可塑性在幼虫发育过程中的关键作用，为理解环境适应机制提供新视角。
社会情境调控需要多模态感官线索检测
遗传筛选实验表明，机械感受通道NompC与iav、化学感受受体ppk23与IR8a的缺失均导致社会扩散行为缺陷，而视觉、部分嗅觉及味觉受体突变未影响该过程。多通道协同模型提示幼虫通过触觉振动感知与化学信号识别实现同种辨识。
讨论部分深入阐释了社会回避行为在食物稀缺环境中的生态意义：幼虫通过快速扩散降低资源竞争与同类相食风险，而在食物存在时则转换为协作挖掘模式。这种情境依赖性行为切换凸显了社会信息整合的复杂性。研究首次证实IR8a在幼虫社会交互中的功能，突破该受体仅存在于成虫的认知局限；同时揭示ppk23在不同情境下可介导吸引或排斥的双向调控，体现感官系统的环境适配性。
该研究的突破性意义在于建立果蝇幼虫社会行为研究范式，为解析社会认知神经环路提供可遗传操作、全脑联接组验证的理想模型。多模态感官整合机制的发现不仅深化了对无脊椎动物社会行为的理解，更为哺乳动物社会神经生物学研究提供进化保守性参考。尤其在社会隔离影响健康发育的全球关注背景下，该模型有望成为探讨社会经验塑造神经回路机制的桥梁，为从昆虫到哺乳动物的社会行为研究开辟新路径。
