Мушиний мозок утворює асоціативні зв'язки за допомогою короткочасної пам'яті.
Мозок комах влаштований інакше, ніж мозок звірів, та й розмірами він занадто малий, щоб ми могли допустити, що він здатний на ті ж трюки, що і мозок ссавців. Якісь базові процедури на кшталт управління сном, голодом, жагою тощо, очевидно, вони виконують схожим чином. Але якщо говорить про вищі когнітивні функції на зразок пам'яті і здатності маніпулювати інформацією, то тут від мозку комах і мозку звірів ніякої схожості не чекаєш.
Співробітники Каліфорнійського університету в Сан-Дієго вивчали поведінку дрозофіл за допомогою досить хитромудрого пристрою: вони створили панорамний дисплей, за допомогою якого мухе здавалося, що вона летить, тоді як вона насправді залишалася на місці. Зображення на дисплеї рухалося залежно від того, як муха махала крилами - відповідно, змінювався напрямок «польоту», кут огляду тощо; фактично, це було щось на зразок віртуальної реальності. У якийсь момент дрозофіли показували якусь картинку, а через якийсь час до картинки додавалося підвищення температури. Дрозофіла реагувала на нагрів і змінювала курс; через якийсь час вона змінювала курс, просто побачивши ту саму картинку.
У першому варіанті досвіду «температурне» зображення і власне нагрів перекривалися: температура підвищувалася до того, як зникала картинка. У другому варіанті досвіду картинка спочатку зникала, а через 5-20 секунд починала підвищуватися температура. Щоб зв'язати одне з іншим, потрібно було звернути увагу на картинку, запам'ятати її і утримати в пам'яті як мінімум на ці 5-20 секунд. Подібну процедуру легко виконує мозок звірів і птахів - і, як виявилося, мозок дрозофіл. Дослідники стежили за потоками іонів кальцію в нейронах мозку мух: їх спеціально модифікували, щоб потоки іонів було видно по світності флуоресцентних молекул. Рух кальцію вказує на активність нервових клітин, так що можна було в реальному часі спостерігати, як працює короткочасна мушина пам'ять.
У статті в Nature сказано, що на рівні зон мозку і нейронних ланцюгів роботу короткочасної пам'яті біля дрозофіл можна порівняти з роботою короткочасної пам'яті у звірів. У мозку дрозофіл вдалося визначити зону, яка за неї відповідає - це еліпсоїдне тіло в так званому центральному комплексі, який зазвичай порівнюють за значимістю і за функціями з корою півкуля звіриного мозку. Запам'ятовування і навчання у мух залежало від дофаміну: викид дофаміну передував підвищенню температури, тобто з його допомогою муха розуміла, чого потрібно чекати найближчим часом.
Якщо в перерві між картинкою і нагрівом на дрозофіл діяли якісь інші стимули, наприклад, вона раптово відчувала несподіване дунування повітря, то зв'язок між картинкою і температурою запам'ятовувався гірше. Муха просто відволікалася і забувала, що було перед нею тільки що; втім, те ж саме відбувається і з птахами, і зі звірами.
Здається, що запам'ятати що-небудь на кілька секунд не так вже й важко, але, повторимо, це нам не важко, і насправді короткочасна пам'ять влаштована вельми і вельми непросто, як з психологічної, так і з нейробіологічної точки зору. Насчет насекомых вообще и мух в частности до сих пор не было уверенности, что они могут формировать ассоциации между разными стимулами, один из которых к тому же перестал действовать - то есть он должен был остаться в уме. Оскільки дрозофіли виявилися до цього здатними, їх можна використовувати, щоб вивчати загальні нейробіологічні закономірності, які лежать в основі подібних когнітивних навичок.