Ученые дополнительно декодирован, как мозг млекопитающих воспринимать запахи и различать один запах из тысячи других.
В экспериментах на мышах, школы Нью-Йоркского университета Гроссман медицины исследователи впервые создали электрическую подпись, которая воспринимается как неприятный запах в запах-обработка мозговой центр, обонятельные луковицы, хотя запаха не существует.
Потому что запах-имитация сигнала был созданный человеком, исследователи могли манипулировать сроки и порядок соответствующих нервных сигналов и определить, какие изменения были наиболее важны для способности мышей, чтобы точно определить «синтетический запах.»
«Расшифровывать как мозг говорит, кроме запахов усложняется, отчасти потому, что в отличие от других чувств, таких как зрение, мы пока не знаем наиболее важные аспекты индивидуального пахнет», — говорит ведущий исследователь исследования, Эдмунд Чонг, МС, докторант Нью-Йоркского университета Лангоне здоровья. «В распознавания лица, например, мозг может распознавать людей на основании визуальных сигналов, таких как глаза, даже не видя чей-то нос и уши», — говорит Чонг. «Но эти отличительные черты, как записывается мозгом, должны еще быть найдены для каждого запах.»
Текущие результаты исследования, опубликованные онлайн в журнале Наука 18 июня, центр обонятельной луковицы, которая находится под носом у животных и человека. Последние исследования показали, что Воздушно-молекул, связанных с запахами вызвать рецепторных клеток, выстилающих нос, чтобы посылать электрические сигналы в нервных конечные пучки в шарике называемые клубочки, а затем в клетки мозга (нейроны).
Сроки и порядок активации клубочков известно, уникальный для каждого запах, говорят исследователи, С затем сигналы передаются в кору головного мозга, которая управляет тем, как животное воспринимает, реагирует и запоминает запах. Но ведь запахи могут меняться с течением времени и пообщаться с другими людьми, ученые до сих пор боролся, чтобы точно отслеживать единый фирменный запах через несколько типов нейронов.
Для нового исследования ученые экспериментах, разработанных на основе наличия мышей genetically проектированные другой лаборатории, так что их клетки мозга могут быть активированы сияющий свет на их … технологии, называемой оптогенетикой. Затем они обучали мышей, чтобы распознать сигнал активации свет шесть клубочков-известный походить на узор, вызванным запах…, давая им воды вознаграждение только тогда, когда они воспринимаются правильный «запах» и нажал рычаг.
Если мышей толкнул рычаг, после активации другой набор клубочков (моделирование разных запахов), они не получили никакой воды. Используя эту модель, ученые изменили сроки и смесь активированных гломерул, отмечая, как данные изменения повлияли на восприятие мыши как отражение в поведении: точность, с которой он выступал на синтетический запах сигнала, чтобы получить награду.
В частности, исследователи обнаружили, что изменение почечных клубочков в пределах каждого запаха-определение набора были активированы привели сначала к аж 30% в способность мышь, чтобы ощущать запах сигнала и получения воды. Изменения в последней клубочки в каждый набор пришел с как мало, как 5-процентное снижение в точный чувствуя запах.
Сроки активации клубочков работали вместе «, как ноты в мелодии», — говорят исследователи, с задержками или перерывами в начале «записки» унижающее достоинство точности. Жесткий контроль в свои модели, когда, сколько, и какие рецепторы и клубочки были активированы в мышах, позволили сборной, чтобы просеять через много переменных и определить, какие функции запах выделялся.
«Теперь у нас есть модель для разбивки сроки и порядок клубочков активации, мы можем рассмотреть минимальное число и тип рецепторов, необходимой обонятельной луковицы, чтобы идентифицировать конкретный запах», — говорит старший следователь исследования и нейробиолог Д. Rinberg, кандидат медицинских наук.
Rinberg, адъюнкт-профессор в Нью-Йоркском университете Лангоне и Институт нейронауки, говорит, нос человека, как известно, есть около 350 различных видов рецепторов запаха, в то время как мышей, чье обоняние гораздо более специализированных, более чем 1200.
«Наши результаты, определить впервые код, как мозг преобразует сенсорную информацию в восприятие чего-то, в этом случае запах», — добавляет Rinberg. «Это ставит нас ближе к ответу на давний вопрос в нашей области, как мозг извлекает сенсорной информации, чтобы вызвать поведение».
Финансовую поддержку для исследования были предоставлены Национальным институтом здоровья грант Р01 NS109961.
В дополнение к Чонг и Rinberg, другие исследователи Нью-Йоркского университета, участвующих в настоящем исследовании, Кристофер Уилсон, доктор философии, и застенчивый Шохам, кандидат медицинских наук. Другой соавтор исследования исследователи включают Моника Морони, кандидат медицинских наук; и Стефано Панцери, кандидат наук, в Институте итальянской техники, в Роверето, Италия.