Эта работа была издана на прошлой неделе в Нейроне.«Многие клетки головного мозга или нейроны, в нашей обонятельной системе телеграфированы вместе по-видимому наугад, означая, что нейроны, которые активируют, когда я чувствую запах повышения, отличаются, чем Ваша.
Итак, почему мы согласовываем с уверенностью, чего мы чувствуем запах?» сказал ведущий автор газеты Ларри Эбботт, доктор философии, вычислительный нейробиолог и научный руководитель в Мортимере Б. Цукермане Колумбии следят за Мозговым Институтом Поведения. «Создавая эту модель, мы могли обнаружить, впервые, образцы, которые лежат в основе на вид случайной деятельности, показывая математическую последовательность к тому, как наши мозги определяют ароматы».Поездка, которую аромат предпринимает от носа до мозга, лабиринтообразная.
Когда аромат входит в носовую впадину, специализированные белки, названные обонятельными рецепторами, посылают информацию о том аромате к обозначенному местоположению в мозгу, названном обонятельной лампочкой. В серии руководства исследованиями в 1990-х, Ричардом Акселем, Мэриленд, соруководитель в Институте Цукермана Колумбии и соавтор новой бумаги Нейрона, обнаружил больше чем 1 000 генов, которые кодируют эти обонятельные рецепторы. Эта работа, которая была выполнена вместе с его коллегой Линдой Б. Бак, доктором философии, заработала для них обоих Нобелевскую премию 2004 года в Физиологии или Медицине.Сегодняшняя работа фокусируется о том, как информация оставляет обонятельную лампочку и интерпретируется отделом головного мозга, названным корой piriform.
Кора piriform, как полагают, является решающей структурой для обработки ароматов. Поскольку никакие два дуновения аромата не идентичны, мозг должен сделать ассоциации между ароматами, которые подобны. Этот процесс, названный обобщением, то, что помогает мозгу интерпретировать подобные запахи.
«Обобщение очень важно, потому что оно позволяет Вам взять память о предыдущем аромате – таком как кофе – и соединить его с ароматом кофе, которого Вы в настоящее время чувствуете запах, чтобы вести Вас, поскольку Вы спотыкаетесь в кухню утром», сказал Эван Шаффер, доктор философии, постдокторский исследователь в лаборатории Акселя и первый автор газеты.Однако, поскольку ученые исследовали понятие обобщения, они были озадачены двумя парадоксами о коре piriform. Во-первых, нервная деятельность в коре piriform казалась случайной без очевидной логики или организации, таким образом, исследователи не могли связать конкретный образец нервной деятельности к классу ароматов.
И во-вторых, сама кора piriform казалась слишком большой. «Ученые могли вывести потребность в только приблизительно 50 000 примерно из одного миллиона нейронов коры piriform в человеческом мозгу», сказал доктор Шаффер. «Учитывая то, как энергично дорогие нейроны, это подняло вопрос: Почему там столько нейронов в этой части мозга?»Исследователи разработали математическую модель, которая предложила разрешение обоих парадоксов: Два мозга могли действительно договориться о классе ароматов (т.е. ароматные цветы против вонючего мусора), если бы нервная деятельность прибыла из достаточно большого бассейна нейронов.
Идея подобна краудсорсингу, посредством чего различные люди каждый анализирует одну часть сложного вопроса. Тот анализ тогда объединен вместе в центральный узел.
«Это походит на то, что происходит в коре piriform», сказал доктор Шаффер. «Различные образцы нервной деятельности, произведенной этим одним миллионом нейронов, в то время как неполный самостоятельно, когда объединено дают полную картину того, чего чувствует запах мозг».К тому времени проверяя эту модель на данных, собранных от мозгов дрозофил, команда далее показала, что эта нервная деятельность помогает двум мозгам договориться об общих ароматах, даже с ограниченным общим опытом.Ученые долго утверждали, что два мозга должны разделить общий ориентир, такой как каждый ранее чувствовавший запах повышения, чтобы определить тот же самый аромат. Но эта модель предполагает, что ориентир может быть чем-либо – память об аромате повышения может помочь двум людям договориться о запахе кофе.
«Даже самая крошечная часть общего опыта, кажется, перестраивает мозги, так, чтобы, в то время как моя нервная деятельность отличается, чем Ваша, ассоциация, каждый из нас сделал между двумя связанными ароматами – такими как цветы – подобно для нас обоих», сказал доктор Шаффер.Эта модель, предоставляя понимание долго проводимого парадокса восприятия, подчеркивает основную элегантность к обонятельной системе: несмотря на содержание различных нейронов, воспоминаний и событий – два мозга могут все еще прийти к соглашению.
«Вы и я не должны вдыхать каждый тип аромата в мире, чтобы прийти к соглашению о том, чего мы чувствуем запах», сказал доктор Шаффер. «Поскольку долго мы имеем немного общего опыта, это достаточно».