Быстро меняющиеся запахи могут научить мышей насчет космоса

Исследователи из Института Фрэнсиса Крика и UCL (Университетский колледж Лондона) обнаружили, что мыши могут ощущать чрезвычайно быстрые и незаметные изменения в структуре запахов и использовать их для управления своим поведением. Результаты, опубликованные в Природа Сегодня (среда) изменит текущее представление о том, как обнаруживаются и обрабатываются в мозге млекопитающих.


Шлейфы запаха, такие как пар от горячей чашки кофе, представляют собой сложные и часто турбулентные структуры и могут передавать значимую информацию об окружении животного, например о передвижениях хищника или местонахождении источников пищи. Но ранее предполагалось, что мозг млекопитающих не может полностью обработать эти временные изменения обоняния, потому что они происходят так быстро, намного быстрее, чем животное может обнюхать.

Используя поведенческие эксперименты, в которых мыши подвергались невероятно коротким вспышкам запаха, нейронной визуализации, электрофизиологии и компьютерным моделям, ученые обнаружили, что мыши на самом деле могут обнаруживать очень быстрые колебания в шлейфах запаха со скоростью, ранее считавшейся невозможной. Они также показали, что мыши могут использовать эту информацию, чтобы различать, исходят ли запахи из одного или разных источников, даже если они находятся очень близко друг к другу.

Это предполагает, что обонятельная система млекопитающих, отвечающая за обоняние, также играет ключевую роль в обработке восприятия физического пространства и окружающей среды, принимая решения, важные для выживания.

Андреас Шефер, старший автор и руководитель группы лаборатории сенсорных цепей и нейротехнологий в Крике и профессор нейробиологии в UCL, говорит: «С эволюционной точки зрения наши открытия имеют смысл, поскольку они помогают объяснить, почему существует большая вычислительная мощность. внутри обонятельной луковицы, той части мозга, куда нос посылает сигналы. Он не только обрабатывает химические вещества из запахов, но также может вычислять информацию о физическом расстоянии и источнике. Было бы странно, если бы эволюция создала такую ​​вычислительную мощность в эта часть мозга, если бы она не использовалась для выживания вида “.

В одном из ключевых экспериментов ученые обучили мышей определять, исходят ли два запаха из одного источника или из разных источников. Мыши смогли правильно различить эту разницу, даже когда запахи выделялись короткими вспышками, каждая из которых длилась всего 40 секунд (40 Гц).

Тобиас Акелс, постдок лаборатории сенсорных цепей и нейротехнологии в Крике, говорит: «Предыдущие исследования обоняния проводились исходя из предположения, что мыши не могут различать тонкую, изменяющуюся информацию в шлейфах запаха.

«Мы показали, что мыши могут получать доступ к этой информации и обрабатывать ее – это открывает новое измерение для изучения мозга; мы можем проводить эксперименты, которые более эффективно запускают нейроны естественным образом и бросают вызов обонятельной луковице. Это позволит нам узнать больше о том, как работает эта часть мозга и как информация об окружающем мире извлекается нейронными цепями ».

В рамках исследования ученые разработали новые технологии, включая высокоскоростное устройство доставки запаха и оборудование, которое может измерять несколько запахов одновременно с чрезвычайно высокой точностью.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments