大脑连接图提供了嗅觉系统的见解
大脑中感觉信息的处理涉及每种类型的感觉输入特定的神经连接的复杂网络。关于与大多数感官相关的神经接线知之甚少,但是嗅觉系统的更深层次的接线知之甚少。Miyasaka,Yoshihiro Yoshihara和Riken Brain Science Institute的同事与美国马萨诸塞州理工学院的研究人员合作,现在已经绘制了以前未知的嗅觉途径,以帮助解释气味如何影响行为1。
有关气味的信息到达脑在两个阶段。它首先从鼻子传递到嗅球,这是一种专门用于加工气味的大脑结构。从这里,气味信息传递到大脑的其他处理区域,并将其与其他信息整合在一起。
Miyasaka解释说:“从鼻子到嗅球的接线图已经进行了充分的研究,但是从嗅球到更高脑中心的投影模式尚未在脊椎动物中阐明,尤其是在单神经元水平上。”
研究团队着手构建第二阶段的详细接线图嗅觉系统通过可视化斑马鱼幼虫中嗅球的神经元。使用允许每只动物中单个神经元荧光标记的技术,研究人员能够追踪显微镜下单细胞的投影,并绘制个别神经元和大脑的其他区域(图1)。
Miyasaka和他的同事确定了从嗅球神经元接收信息的五个大脑区域,并表明单个神经元连接到其中几个区域。他们还发现区域如何接收信息的差异;有些从嗅球的所有区域接收投入,有些则来自特定地区。在某些地区,来自嗅球不同区域的输入被隔离,在其他地区混合。
Miyasaka说:“我们的发现表明,较高的嗅觉中心根据其在气味信息处理中的功能来提取和整合信息。”“气味信息首先在嗅球作为代表气味分子的化学特征的气味图,”他解释说。“较高的嗅觉中心可能会读取气味图以创建其他形式的感觉表示形式。然后可以进一步处理这些,从而导致特定的行为反应。”
Miyasaka期望这些对气味的见解信息处理将有助于研究动物行为的其他感觉系统和神经回路。
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