Vědci z NYU odhalili neuronový mechanismus prostorové paměti octomilek spojené s vůní

Vědci z NYU Langone Health objasnili, jak mozek much octomilek ukládá a vyvolává prostorovou paměť spojenou s vůní, a to díky mechanismu, který neurovědci označují jako „split attractor network“ – rozdělenou atraktorovou síť. Studie, kterou vedla Katherine Nagel, Ph.D. z NYU Grossman School of Medicine, byla publikována 7. října 2026 v prestižním časopise Nature.

Výzkumný tým se zaměřil na mušku octomilku (Drosophila melanogaster), konkrétně na její schopnost zapamatovat si směr, odkud přišel atraktivní pach – v experimentech byl použit jablečný ocet. Octomilky se k tomuto zdroji vůně dokážou vrátit i poté, co pach dočasně zmizí, což naznačuje, že si jeho polohu uchovávají v paměti ve formě prostorové informace.

Klíčovým zjištěním studie je identifikace dvou typů neuronů, které spolu úzce spolupracují při tvorbě a udržování této paměti. PFG neurony průběžně sledují prostorovou orientaci mouchy a udržují neurální reprezentaci směru, kterým se hmyz právě pohybuje. Druhý typ, hΔK neurony, pak řídí přesné načasování, kdy se má paměť o poloze pachu skutečně zformovat a uložit.

Mechanismus funguje na principu takzvané inhibiční brány, která za normálních okolností brání nekontrolovanému ukládání informací. Jakmile se však objeví pachový signál – tedy vůně jablečného octa – tato brána se zvedne a umožní, aby se aktuální prostorová orientace mouchy „zapsala“ do paměťového okruhu. Tím vzniká přesný záznam směru, odkud vůně přichází, k němuž se octomilka může později vrátit, i když samotný pach už není přítomen.

Výsledky studie poprvé experimentálně potvrzují existenci a konkrétní fungování rozdělené atraktorové sítě v mozku hmyzu, teoretický koncept, který neurovědci dříve popisovali především na základě matematických modelů a nepřímých pozorování. Atraktorové sítě jsou obecně považovány za jeden z klíčových mechanismů, jimiž nervové soustavy udržují stabilní reprezentace informací, jako je prostorová orientace, i v době, kdy přímý senzorický vstup chybí.

Podle autorů studie má výzkum význam daleko přesahující samotný hmyz. Pochopení toho, jak mozek propojuje smyslový vjem – v tomto případě čich – s prostorovou pamětí a jak přesně řídí okamžik, kdy se má paměťová stopa vytvořit, může pomoci objasnit obecnější principy fungování paměti u živočichů včetně člověka. Vědci doufají, že podobné mechanismy by mohly hrát roli i při poruchách paměti a pozornosti u lidí, včetně ADHD a demence, kde dochází k narušení schopnosti vytvářet, udržovat nebo správně načasovat ukládání informací.

Octomilka je pro neurovědecký výzkum dlouhodobě oblíbeným modelovým organismem díky relativně jednoduchému, ale dobře zmapovanému nervovému systému, který přesto vykazuje řadu principů společných i se složitějšími mozky savců. Díky pokročilým zobrazovacím technikám a genetickým nástrojům lze u much sledovat aktivitu jednotlivých neuronů v reálném čase během chování, což umožnilo týmu Katherine Nagel přesně zmapovat, jak PFG a hΔK neurony spolupracují.

Výzkum byl finančně podpořen americkými National Institutes of Health prostřednictvím grantů R01NS127129 a R01DC017979 a dále National Science Foundation grantem číslo 2014217. Podpora z těchto institucí odráží širší zájem o základní výzkum neuronálních mechanismů paměti, který by mohl v dlouhodobém horizontu přispět k vývoji nových přístupů k diagnostice či léčbě kognitivních poruch.

Studie byla zveřejněna pod DOI 10.1038/s41586-026-11144-9 a doplňuje rostoucí soubor poznatků o tom, jak mozek propojuje vnímání okolního prostředí s tvorbou vzpomínek. Ačkoli jde o výzkum prováděný na hmyzu, podobnost základních neuronálních principů napříč druhy naznačuje, že objevený mechanismus rozdělené atraktorové sítě by mohl mít obdobu i ve složitějších mozcích, včetně lidského. Další výzkum by měl ukázat, do jaké míry lze tyto poznatky přenést na savčí modely a případně i na klinický výzkum poruch paměti a pozornosti.