Wissenschaftler haben weiter entschlüsselt, wie säugetier-Gehirn Gerüche wahrnehmen und unterscheiden Geruch von tausenden anderen.
In Experimenten an Mäusen, NYU Grossman School of Medicine Forscher haben zum ersten mal erstellt eine elektrische Signatur, ist als Geruch empfunden wird im Gehirn das riechen-processing-center, das riechhirn, auch wenn der Geruch nicht vorhanden.
Da der Geruch-Simulation signal wurde von Menschenhand erschaffen, Forscher manipulieren könnte, das timing und die Reihenfolge der zugehörigen Nerven-Signalisierung, und identifizieren Sie die änderungen waren wichtig, um die Fähigkeit von Mäusen, genau zu identifizieren, die “synthetischen riechen.”
“Dekodieren, wie das Gehirn sagt, neben Gerüchen ist kompliziert, zum Teil, weil im Gegensatz zu anderen Richtungen wie vision, wissen wir noch nicht, die wichtigsten Aspekte der einzelnen riecht”, sagt die Studie führen Ermittler Edmund Chong, MS, Doktorand an der NYU Langone Health. “In die Gesichtserkennung, zum Beispiel, das Gehirn kann die Leute erkennen, basierend auf visuellen hinweisen, wie die Augen, auch ohne zu sehen, jemand Nase und Ohren”, sagt Chong. “Aber diese Unterscheidungsmerkmale, aufgenommen von Gehirn, müssen noch gefunden werden für jedes riechen.”
Die aktuellen Ergebnisse der Studie, online veröffentlicht in der Zeitschrift Science am Juni 18, center auf dem riechkolben, die hinter der Nase, bei Tieren und Menschen. Bisherige Studien haben gezeigt, dass luftgetragene Moleküle verknüpft Düfte trigger-rezeptor-Zellen, die Auskleidung der Nase senden elektrische Signale an die Nerven-enden-bundles in der Birne genannt glomeruli, und dann an Gehirnzellen (Neuronen).
Das timing und die Reihenfolge der glomeruli Aktivierung bekannt ist, einzigartig zu sein, um jeden Geruch, sagen Forscher, bei dem die Signale dann an das Gehirn übermittelt cortex, der kontrolliert, wie ein Tier wahrnimmt, darauf reagiert, und erinnert sich an einen Geruch. Aber da Düfte können im Laufe der Zeit variieren und vermischen sich mit anderen, die Wissenschaftler haben bis jetzt gekämpft, genau zu verfolgen, einen einzigen Geruch-Signatur über mehrere Typen von Neuronen.
Für die neue Studie, die Forscher Experimente basierend auf der Verfügbarkeit der Mäuse gentechnisch verändert, durch ein anderes Labor, so dass Ihre Gehirnzellen aktiviert werden konnte durch strahlendes Licht auf Sie, eine Technik namens optogenetik. Nächste Sie trainierten den Mäusen zu erkennen, ein signal erzeugt, durch das Licht der Aktivierung von glomeruli sechs—bekannt wie ein Muster, hervorgerufen durch ein Geruch—, indem Sie Ihnen eine Wasser-Belohnung nur, wenn Sie wahrgenommen die richtige “Geruch” und schob einen Hebel.
Wenn Mäuse drückte den Hebel nach der Aktivierung eine andere Gruppe von glomeruli (simulation von einem anderen Geruch), Sie erhalten kein Wasser. Mit diesem Modell der Forscher verändert das timing und die Mischung von aktivierten glomeruli, stellt fest, wie jede änderung betroffenen eine Maus, die Wahrnehmung, wie Sie sich in ein Verhalten: die Genauigkeit, mit der es gehandelt, auf der synthetischen Geruch signal, um die Belohnung bekommen.
Speziell fanden die Forscher, dass die Veränderung, welche die glomeruli innerhalb jeder Geruch-Definition festgelegt wurden, aktiviert zuerst führte zu so viel wie eine 30 Prozent Rückgang in der Fähigkeit, eine Maus zu richtig Sinn einen Geruch signal und Wasser erhalten. Veränderungen in den letzten glomeruli in jedem Satz kam mit so wenig wie 5 Prozent Rückgang der genaue Geruch empfinden.
Das timing der glomeruli Aktivierungen zusammen gearbeitet “, wie die Noten in einer Melodie”, sagen die Forscher, durch die Verzögerungen oder Unterbrechungen in den frühen “Anmerkungen” erniedrigende Genauigkeit. Strenge Kontrolle in Ihrem Modell über Wann, wie viele und welche Rezeptoren und glomeruli aktiviert waren in den Mäusen konnte das team sichten zu viele Variablen und zu ermitteln, welche Geruch-Funktionen Stand.
“Jetzt haben wir ein Modell für den Abbau, das timing und die Reihenfolge der glomeruli Aktivierung, können wir untersuchen die minimale Anzahl und Art der Rezeptoren benötigt, der riechnerv, um einen bestimmten Geruch”, sagt Studie leitende Forscher und Neurobiologe Dmitry Rinberg, Ph. D.
Rinberg, ein außerordentlicher professor an der NYU Langone und seine Neuroscience Institute, sagt, dass die menschliche Nase ist bekannt, dass 350 verschiedene Arten von Geruchs-Rezeptoren, während bei Mäusen, deren Geruchssinn ist weit mehr spezialisiert, haben mehr als 1.200.
