(PhysOrg.com) – Гарвардские исследователи выяснили, как мозг обрабатывает информацию об запахе, связав временную схему электрических всплесков, проходящих через нервную систему, со специфическими запахами и поведением лабораторных животных.
В первом таком исследовании, проведенном на бодрствующих движущихся животных, Наошиге Учида, доцент молекулярной и клеточной биологии, и аспирант Кевин Кьюри отслеживали эффекты единичных запахов в области мозга, называемой обонятельной луковицей, которая принимает и обрабатывает информация о запахе от крыс ?? носы.
Два исследователя обнаружили, что, вопреки общепринятому мнению о том, что информация об запахе содержится в количестве нервных спайков в единицу времени в обонятельной луковице, временная структура этих спайков с течением времени оказалась наиболее важной для передачи информации от человека. нос в другие части мозга. Исследователи обнаружили, что эти закономерности воспроизводимы в отдельных испытаниях, в которых участвовали одни и те же крысы, нюхавшие одни и те же запахи в разное время. Они также обнаружили, что закономерности можно отследить по поведенческой реакции у обученных животных.
?? Использование поведения позволяет нам смотреть на нейронную активность и поведение, и, если они совпадают друг с другом, мы можем сказать, что определенные нейронные коды применяются к поведению. Мы первые показали, что временной код связан с поведением, ?? Учида сказал. ?? Это очень мощный подход.??
Исследование, опубликованное в ноябре. На завершение 4-го выпуска журнала Neuron ушло три года, в основном потому, что испытуемые животные должны были быть тщательно обучены выполнять две задачи, основанные на запахах, прежде чем можно было начать испытания. Учида сказал, что подобное исследование, проведенное на анестезированных животных, может быть проведено гораздо быстрее, но не позволяет исследователям установить связь между запахами, паттернами нервных импульсов и поведением.
Учида продемонстрировал в 2003 году, что одного вдоха, продолжающегося всего долю секунды, было достаточно, чтобы передать информацию об запахе лабораторному животному.
В текущей работе лабораторных крыс обучали распознаванию запахов, когда они должны были двигаться влево или вправо после обнаружения определенных запахов. Исследователи вживили животным крошечные электроды ?? мозги и помещают датчики температуры в их носовые полости. По словам исследователей, колебания температуры в носу представляют собой глотки свежего воздуха, что позволяет им координировать время появления электрических импульсов в мозгу и у животных. нюхает.
Они провели три разных эксперимента. Первый смотрел на реакции нейронов у животных ?? мозг, в то время как крысы занимались распознаванием запахов, показывая, что для кодирования запаха и его передачи в мозг потребовалось всего 100 миллисекунд. Во втором исследователи изучили изменчивость животных ?? время отклика, чтобы определить, что временной характер спайков, а не общее количество спайков, был важен для того, как быстро крысы реагировали на определенные запахи. В третьем случае исследователи сравнили реакции одних и тех же наборов нейронов на различную обоняющую активность. один – быстрое высокочастотное обнюхивание, а второй – пассивное медленное дыхание. Результаты последнего эксперимента показали, что образцы спайков были одинаковыми в присутствии одних и тех же запахов, независимо от типа поведения при обнюхивании, что подтверждает идею о том, что образцы являются ключевыми в передаче информации об запахе.
Кьюри закончит обучение в 2011 году, но Учида планирует продолжить это исследование, используя специальные активируемые светом ионные каналы, чтобы проверить, как нижележащие области мозга считывают образец активности, посылаемой обонятельной луковицей.