本研究分为二部分：　　 第一部分、光敏感离子通道介导的靶细胞激活对果蝇行为的远程控制　　 Channelrhodopsin2(ChR2)是近期从蓝藻中分离出来的一种光敏感阳离子通道。蓝光激活ChR2引起阳离子的内流，可以导致细胞去极化，因此，ChR2被广泛用来激活神经元。为了研究特定神经环路功能，本文制备了UAS-ChR2转基因果蝇，并建立了一种基于ChR2的特异激活果蝇神经元的系统，通过使用一个可以编程控制的新型光源，利用蓝光特异地激活果蝇幼虫和成虫中的目标神经元。研究发现，选择性地刺激表达ChR2的果蝇幼虫的伤害性感受神经元，可以导致果蝇的“痛觉”反应，并且可以进一步将自由行动的幼虫限制在设定的区域内，或者引导幼虫沿预定的路径爬行。在自由行动的成体果蝇中，对味觉感觉神经元、运动神经元和多巴胺能神经元的快速激活，实现了以精确的时程分别激发果蝇的展吻反射、逃跑反应和行走方式的改变。这种非侵入性地对动物行为的控制，提供了一种对神经元活动高时空分辨率激活的工具，也为对神经环路进行“功能获得”研究提供了一个有效的手段。　　 第二部分、果蝇视觉对嗅觉早期编码的调节　　 在果蝇中，视觉与嗅觉输入的整合影响果蝇的飞行行为、抉择行为以及大脑的发育，但是视觉-嗅觉整合发生的精确位点仍然未知.研究发现，在果蝇的嗅觉通路中，触角叶的神经元活性和投射神经元的编码能力会被光刺激所影响，表明视觉和嗅觉的整合可能发生于嗅觉信息处理的早期。对投射神经元和中间神经元的全细胞记录发现，光刺激对细胞自发放电和气味激活反应的调节可以是兴奋性或抑制性的。对投射神经元编码空间的分析表明，其编码能力可以被持续光或光脉冲所降低。行为学研究发现，果蝇对气味的敏感度也会被光刺激所减弱。另外我们还发现存在由视觉系统向触角叶投射的神经元。以上结果说明视觉刺激在触角叶中调节果蝇的嗅觉编码，这种调节可能参与果蝇在对复杂环境的适应性反应中的多感觉整合。