嗅觉皮层的神经元链接气味的地方

闻起来有运输我们跨越时间和空间的力量。可能是茉莉花的甜香味,或藻类的发霉的气味。突然,你回到童年时的家,或烈日下的一个遥远的海岸。

这气味和地方之间的联系似乎是人类认知的一个根深蒂固的方面。但是大脑的两个链接吗?今天(12月22日)发表的一项研究在《科学》杂志上自然提出了一种可能的解释。

气味和空间之间的神经联系

“气味分子本身不携带空间信息。然而,动物在野外使用空间导航和记忆的气味,这让他们找到有价值的资源,比如食物,”辛迪蒲说,这项研究的第一作者。“我们想要理解这些行为的神经基础,所以我们决定研究大脑如何结合嗅觉和空间信息”。

研究人员集中在初级嗅觉皮层。“感官之间的嗅觉系统是独一无二的,”说,该研究的资深作者,扎卡里·Mainen,首席研究员在葡萄牙Champalimaud未知的中心。“只有嗅觉直接相互连接到海马系统,涉及记忆和导航”。

海马神经元以功能为“细胞。”This is because each cell becomes active at a specific位置在一个环境。在一起,这些神经元编码整个区域,有效地创建一个神经的地图空间。老鼠的海马位置细胞的发现导致了2014年诺贝尔生理学或医学奖奖,非常可靠,科学家可以告诉一个动物是通过观察他们的活动。

“我们知道,海马系统发送信号到初级嗅觉皮层,“便便说。“我们怀疑这个大脑区域可能做的不仅仅是识别不同的气味。”

嗅觉神经元到测试

为了测试这一想法,研究人员开发了一个定制的拼图的老鼠,非常善于嗅觉。老鼠采样气味的四个目的plus-shaped迷宫。然后,根据不同的气味,他们不得不找出隐藏的奖励。“在这个任务中,老鼠必须学习和记忆的关联气味和地点,“便便解释道。

动物们解决难题的同时,研究人员监测活动的一部分初级嗅觉皮层的神经元称为后梨状皮层。“神经元相互沟通通过发射电冲动,“Mainen解释道。“通过记录数以百计的单个神经元发出的电子信号在这个大脑区域,我们能够解码特定神经元关心什么。例如,他们是否成为活跃的动物时闻到一种特殊的气味,或在某一位置时的迷宫”。

说:“我们的结果超出了我们的预期,粪便。“我们曾预测,一些神经元可能在某种程度上关心的位置。“然而,通过仔细研究嗅觉皮层神经元的活动而动物导航的迷宫,我们发现这些神经元学会了整个环境的地图。”

嗅觉神经元编码空间地图

研究人员发现了一个人口众多的神经元,海马地方的细胞,成为活跃在特定位置在迷宫中。有趣的是,地图上并没有覆盖整个环境同样。相反,它在很大程度上局限于行为显著点迷宫:动物经历了气味和收到的回报。

“看来重要位置通过经验和学习编码到一个地图。这些细胞是非凡的嗅觉系统开始回应在一个给定的位置当没有气味,即使老鼠只是走来走去不从事的任务,”Mainen补充道。

气味的空间

这是我们如何来形成记忆,链接特定气味与特定的地方吗?“我们发现一些神经元对气味,其他位置,而其他两种类型的不同程度的信息。所有这些不同的神经元混合在一起,可能是相互联系的。因此,我们可以推测,激活smell-space协会可以通过活动发生在这个网络中,”蒲建议。

“这项研究也打开一个新窗口了解感觉用于导航和记忆,“Mainen补充道。“人类依靠视觉地标超过气味,但很有可能的原则我们如何记住我们一直和我们非常相似,”他总结道。