科技日?qǐng)?bào)訊 最近，美國(guó)耶魯大學(xué)約翰·比爾實(shí)驗(yàn)室和耶魯醫(yī)學(xué)院的神經(jīng)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，小鼠能通過(guò)嗅覺(jué)系統(tǒng)的瞬時(shí)動(dòng)態(tài)變化，識(shí)別出極微小的氣味差異。相關(guān)論文發(fā)表在最近的《公共科學(xué)圖書館·生物學(xué)》上。

　　嗅球是分辨氣味的腦區(qū)。以往研究顯示，嗅球中的嗅小球被氣味激活，排列成不同空間模式，代表著不同的氣味刺激，這些模式作為激活標(biāo)記，由嗅覺(jué)受體細(xì)胞投射模式支持。隨后的研究提出，這些氣味模式是隨時(shí)間而演變的。無(wú)論麻醉鼠還是清醒鼠，在它們的嗅球中，嗅小球的激活模式會(huì)根據(jù)氣味和濃度的不同，隨著時(shí)間而變化。研究神經(jīng)元對(duì)氣味反應(yīng)動(dòng)態(tài)模式的就是嗅覺(jué)動(dòng)力學(xué)。

　　據(jù)每日科學(xué)網(wǎng)12月16日?qǐng)?bào)道，為了檢驗(yàn)了這一假設(shè)，研究人員利用光控基因技術(shù)對(duì)小鼠的嗅球神經(jīng)元進(jìn)行了精確控制。這種方法在控制嗅覺(jué)系統(tǒng)神經(jīng)元上，比以往用化學(xué)氣味控制要精確得多?！肮庑嵊X(jué)”小鼠只需13毫秒就能分辨出一些“虛擬氣味”的動(dòng)力學(xué)差異。因?yàn)樾崆蛘故镜膭?dòng)態(tài)神經(jīng)活動(dòng)一般是幾十毫秒時(shí)間，13毫秒的限值表明小鼠能分別出這些動(dòng)態(tài)。

　　他們錄制了一組小鼠嗅球動(dòng)態(tài)模式簡(jiǎn)短“動(dòng)畫片”，再把這些“動(dòng)畫片”投射給另一組“無(wú)辜”小鼠的嗅球。結(jié)果顯示，沒(méi)有聞過(guò)氣味，只接受神經(jīng)投射的小鼠確實(shí)能分辨“動(dòng)畫片”中的氣味，證明了嗅球神經(jīng)動(dòng)力學(xué)包含著與氣味相關(guān)的基本信息。

　　“這一數(shù)據(jù)令人興奮，這是第一次證明了嗅球神經(jīng)活動(dòng)的即時(shí)動(dòng)力學(xué)，對(duì)動(dòng)物研究有著重要意義?！闭撐牡谝蛔髡摺⒏苯淌谫Z斯特斯·維漢根指出，“在光基因?qū)W成為一種新工具之前，我們沒(méi)辦法檢驗(yàn)這是不是真的，我們能看到神經(jīng)元激活的這些動(dòng)態(tài)，但不能把它返回到腦中，也就無(wú)法驗(yàn)證它在分辨氣味差別中的作用?！?/p>

　　新發(fā)現(xiàn)建立在早期證據(jù)的基礎(chǔ)上，小鼠的嗅覺(jué)過(guò)程包括鼻子嗅到的即時(shí)信息?！耙酝芯堪l(fā)現(xiàn)，當(dāng)小鼠一聞到氣味，它們的嗅覺(jué)系統(tǒng)就會(huì)受刺激，并精確確定與這些味道相關(guān)的時(shí)間。而現(xiàn)在我們知道，小鼠還能通過(guò)比較神經(jīng)元之間的活動(dòng)，直接獲得這些信息?！?/p>

　　維漢根說(shuō)：“因此我們認(rèn)為，無(wú)論鼻子有沒(méi)有聞嗅，神經(jīng)群動(dòng)態(tài)學(xué)對(duì)氣味識(shí)別都非常重要。一次聞嗅是一個(gè)‘開(kāi)始’信號(hào)，大腦從此開(kāi)始分析不同的時(shí)刻打開(kāi)了哪些不同的神經(jīng)元，但在沒(méi)有聞嗅時(shí)，大腦獨(dú)立地也會(huì)這么做，使用早期的神經(jīng)活動(dòng)激活自己，作為‘開(kāi)始’信號(hào)。但我們還不知道這兩種即時(shí)信息是怎樣相互作用的?！?/p>

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