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嗅觉可利用快速动态系统编码气味

秋海  发布于:2014/12/17  阅读量:597  来源:Medical Xpress

来自John B. Pierce实验室及耶鲁大学药学院的神经科学家们发现,小鼠可监测到嗅觉系统时间动态的细微差别。该实验结果将发表于1216日《PLOS Biology》杂志上。

 

科学家们以经过基因改造的小鼠作为试验,让其执行辨别的任务,利用光线精确地控制小鼠嗅球上神经元的活性。这种用来控制神经元的技术被称作光遗传学,与采用化学气味控制技术相比较,使得科学家们对神经元的控制更加精确。该“光线气味”小鼠可检测到如13微秒动态间的虚拟气味。

 

由于嗅球可在几十微秒时间内即可激活神经动态,13微秒的检测限度表明,小鼠可辨别这些动态。科学家们测试该理论时,通过记录其中一组小鼠嗅球动态活性的简单视频,预测它们回到嗅球上。该组小鼠确实可以辨别视频之间的差异,由此表明,嗅球上的神经动态包含有气味的基本信息。

 

本论文作者Justus Verhagen教授表示:“该实验数据首次展现了嗅球的神经活性动态,对于动物有着深远的意义。在光遗传学技术出现前,我们没有办法证明这个理论是对的,我们知道动态活性但是不能将其联系到大脑上,并且将其与气味鉴别联系在一起。”

 

该新发现是建立在先前小鼠嗅觉处理暂时信息的理论上的。“我们从先前的研究得知,当小鼠嗅觉系统受刺激时,可精确地检测到。我们现在可知道了,小鼠通过比较神经元之间的时间动态直接获得该信息。因此,我们认为神经动态对于气味的感觉极其重要,不管是自身的气味还是其他的味道。然而我们并不知道该两种气味信息之间的联系。”

 

目前,Verhagen博士的实验室与John B. Pierce实验室正在研究食物与气味认知的神经生物学。他的实验室的唯一采用光遗传学来研究嗅觉神经系统的时空功能。

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