2020年6月18日

科学家破译了大脑感知气味的方式

科学家们进一步解码了哺乳动物的大脑如何感知气味，并将一种气味与其他数千种气味区分开来。

在实验中老鼠，NYU GROSSMAN医学院研究人员首次创造了一种被认为是气味的电气签名大脑“嗅觉加工中心，嗅灯泡，即使气味不存在。

由于气味模拟信号是人造的，研究人员可以操纵相关神经信号的时序和顺序，并确定哪种变化对小鼠能够准确识别“合成气味”的能力最重要。

“解码大脑如何区分气味是复杂的，部分原因是，与视觉等其他感官不同，我们还不知道单个气味的最重要的方面，”该研究的首席研究员Edmund Chong说，他是纽约大学朗格尼健康中心的博士生。“在面部识别例如，大脑可以根据视觉提示识别人，例如眼睛，即使没有看到某人的鼻子和耳朵，“钟说。”但是这些特征是大脑记录的，尚未找到每个闻。”

目前的研究结果发表在该杂志的网上科学6月18日，位于嗅球中心，动物和人类的嗅球都在鼻子后面。过去的研究表明，空气中与气味有关的分子会触发鼻腔内的受体细胞，将电信号发送到被称为肾小球的神经末梢束，然后发送到脑细胞(神经元)。

研究人员说，肾小球激活的时序和顺序是每个嗅觉的独特，然后用信号传递给大脑的皮质，这控制了动物感知如何，反应并记住气味。但由于气味可以随着时间的推移而变化和与他人混在一起，科学家们直到现在努力在几种类型的神经元中精确地追踪单一的味道签名。

信誉：Edmund Chong，Tom Bozza

对于新的研究，研究人员基于另一种实验室的遗传设计的小鼠的可用性设计了实验，使得它们的脑细胞可以通过闪耀在它们上的灯光 - 一种称为Optimetics的技术来激活。接下来，他们培训了小鼠以识别由六个肾小球的光激活产生的信号，以使其类似于气味引起的图案 - 仅当它们感知到正确的“气味”并推动杠杆时才能奖励。

如果小鼠在激活不同一组肾小球（模拟不同气味）后推动杠杆，则它们没有水。使用该模型，研究人员改变了激活的魅力的时序和混合，注意到每种变化如何影响鼠标的感知，就像在行为中反映一样：它在合成气味信号上作用的准确性以获得奖励。

具体来说，研究人员发现，改变每个气味定义集合中的哪个肾小球首先被激活，会导致老鼠正确感知气味信号和获取水分的能力下降多达30%。每组最后一个肾小球的变化导致精确嗅觉下降了5%。

灵胶激活的时间在一起“就像旋律中的音符一样，”研究人员说，早期“注意”的延迟或中断的延迟或中断。在模型中，在小鼠中激活了它们的模型的紧密控制，使团队能够通过许多变量来筛选，并确定哪些气味功能突出。

“现在我们有一个模型，用于分解肾小球激活的时序和顺序，我们可以检查所需的最小数量和类型的受体嗅灯泡高级研究员和神经生物学家Dmitry Rinberg博士说。