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脑与认知科学重点实验室

郭爱克院士研究员博士生导师

中国科学院院士
中科院生物物理所，脑与认知科学国家重点实验室，研究组长

研究方向：以果蝇为模式生物的学习与记忆研究

电子邮件：akguo@ion.ac.cn

电话：010-64888532

通讯地址：北京市朝阳区大屯路15号（100101）

英文版个人网页：http://english.ibp.cas.cn/sourcedb/rck/EN_zgkxyys/202005/t20200519_341432.html

简历：

　　1965 毕业于莫斯科大学生物物理专业

　　1979 获慕尼黑大学自然科学博士

　　1982 - 1984 德国马克斯-普朗克生物控制论研究所访问学者

　　1988 - 生物物理研究所研究员

　　1990 评为中国科学院有突出贡献的中青年专家

　　2003 当选中国科学院院士

　　2004 - 2006 上海市劳动模范

　　2006 获何梁何利“科学与技术进步奖”（生命科学奖）

　　2006.3 当选“中国科学院先进工作者”

　　2006 评为上海市科教党委系统优秀党务工作者

　　2007 中国基础研究十大新闻“揭示出多巴胺-蘑菇体环路在果蝇基于价值抉择中的调控作用

　　2007 - 2010 基金委重点项目“以果蝇为模型，探索多巴胺系统介导的强化学习机制及其在抉择、成瘾和雄-雄求偶行为中的调控作用”

　　2008 获亚太神经网络协会杰出成就奖

　　2000 - 2005 973前沿领域项目“脑发育和可塑性基础研究”首席科学家

　　2006 - 2008 973前沿领域项目“脑的结构与功能可塑性”首席科学家

　　2011 - 2015 基金委重点项目“果蝇个体抉择与群体抉择的神经环路调控及神经遗传学机制的比较研究”

　　2012 - 中国科学院战略性先导科技项目（B类）：脑功能联结图谱研究计划首席科学家

获奖及荣誉：

社会任职：

研究方向：

　　郭爱克院士于1993年在中国科学院生物物理所建立了我国第一个以果蝇为模式生物的学习与记忆实验室。

　　多年来以果蝇为模式，选择脑认知的核心问题-抉择为突破口,基因－脑－行为－认知相结合，带领团队在：（1）两难抉择及其神经环路；（2）跨模态记忆协同效应；（3）视觉特征提取和抽象；（4）视觉选择性注意；（5）多巴胺水平紊乱诱发雄性同性求偶等研究方向取得一系列重大科学发现和原创性很强的成果，开创了果蝇认知与抉择研究新方向，将果蝇作为模式动物的地位提升到了新高度，为利用果蝇强大的遗传工具研究脑与认知提供了新范例。其研究成果的重大科学意义在于证明了即使只有“简单头脑”的果蝇也表现出抉择 “理性”和认知行为多样性，改变了“抉择是灵长类专利”的传统观念。他提出蝇脑蘑菇体和多巴胺系统共同调控抉择的“门控”和“放大”机制，在一定意义上类似于人脑的中脑多巴胺奖励系统和前额叶共同完成的“门控”机制，涉及了抉择的神经环路机制在进化上是否保守的重大科学问题。

　　目前研究方向：果蝇学习记忆及抉择等认知功能的神经环路机制

　　基于前人和我们的先期的果蝇抉择、特征抽提、环境泛化、视觉注意、视-嗅跨模态记忆协同和记忆转移，视觉的以及嗅觉的逆转学习，睡眠与记忆，衰老与记忆，雄性同性求偶等一系列研究工作，从行为、神经解剖结构，生理特性等多角度出发，在各个层次上（微观，介观，宏观）进一步探索果蝇学习记忆及抉择的精准的神经环路机制及其神经计算原则。

　　研究主要聚焦在果蝇蘑菇体、扇形体、椭圆体之间的可能的相互作用，以及多巴胺（DA）和 γ-氨基丁酸能（GABA）之间的相互作用，力图从演化的角度来回答哪些基本过程（或计算）在进化上是保守的，哪些是万物之灵长的人类所独有的，从而最终回答脑在整体上是如何工作的，非凡的计算能力和简约的神经布线规则如何统一的问题。

图1：光遗传-飞行模拟器实验系统揭示出果蝇认知中枢蘑菇体中的电突触网络

图2、果蝇中央脑中蘑菇体与多巴胺系统的关系：紫红色结构是蘑菇体，绿色部分是多巴胺神经元的纤维，它们共同掌控果蝇的基于价值的抉择行为。

承担项目情况：

代表论著：

1. Tang Shiming, Guo Aike (2001) Choice behavior of Drosophila facing contradictory visual cues, Science, 294, 1543-1547.

2. Guo Jianzeng and Guo Aike (2005) Crossmodal interaction between olfactory and visual learning in Drosophila, Science, 309:307-310.

3. Zhang K. Guo J. Z., Peng Y.Q., Xi W., Guo A. K. (2007) Dopamine-Mushroom Body Circuit Regulates Saliency-Based Decision-Making in Drosophila. Science, 316(5833):1901-1904.

4. Peng Yueqing, Xi Wang, Zhang Wei, Zhang Ke and Guo A. K. (2007) Experience Improves Feature Extraction in Drosophila. The Journal of Neuroscience, 27(19)：5139-5145.

5. Liu Tong, Dartevelle Laurence, Yuan Chunyan, Wei Hongping, Wang Ying, Jean-Francois Ferveur and Guo A. K. (2008) Increased dopamine level enhances male-male courtship in Drosophila. The Journal of Neuroscience, 28 (21)：5539-5546.

6. Qingzhong Ren, Hao Li, Yanying Wu, Jing Ren, and Aike Guo. A GABAergic inhibitory neural circuit regulates visual reversal learning in Drosophila. (2012) The Journal of Neuroscience. 32:11524-11538. ( Highlighted in the This Week in J. Neurosci.)

7. Zhiping Zhang, Xiaoting Li, Jing Guo, Yan Li, and Aike Guo (2013) Two Clusters of GABAergic Ellipsoid Body Neurons Modulate Olfactory Labile Memory in Drosophila. The Journal of Neuroscience ,33（12）, 5175-5181

8. Xiaonan Zhang, Qingzhong Ren, and Aike Guo (2013)Parallel Pathways for Cross-modal Memory Retrieval in Drosophila. The Journal of Neuroscience, 33（20）, 8784-8793.

9. Yanying Wu, Qingzhong Ren, Hao Li, Aike Guo (2012) The GABAergic anterior paired lateral neurons facilitate olfactory reversal learning in Drosophila, Learning and Memory, Learn. Mem. 2012, 19: 478-486.

10. Xiaonan Zhang, He Liu, Zhengchang Lei, Zhihua Wu, and Aike Guo (2013) Lobula-specific visual projection neurons are involved in perception of motion defined second-order motion in Drosophila，The Journal of Experimental Biology 216, 524-534

11. Li H, Li Y, Lei Z, Wang K, Guo A. (2013) Transformation of odor selectivity from projection neurons to single mushroom body neurons mapped with dual-color calcium imaging. Proc Natl Acad Sci U S A. 110(29):12084-12089.

12. Yi W， Zhang Y，Tian Y， Guo J，Li Y，Guo A. (2013) A subset of cholinergic mushroom body neurons requires Go signaling to regulate sleep in Drosophila. SLEEP 36(12):1809-1821.

13. Qingqing Liu, Xing Yang,Jingsong Tian,Zongbao Gao, Meng Wang, Yan Li, Aike Guo (2016) Gap Junction networks in mushroom bodies participate in visual learning and memory in Drosophila. eLife. 5:e13238. DOI:10.7554/eLife.13238

14. Yunpeng Zhang,Jing Guo, Aike Guo and Yan Li (2016) Nicotine-induced acute hyperactivity is mediated by dopaminergic system in a sexually dimorphic manner. Neuroscience 332:149-159　　

（资料来源：郭爱克院士，2018-04-27）