В мозге создали несуществующий запах

Исследователи из Нью-Йоркского университета вместе с коллегами из Италии заставили мышей  почуять обонятельную галлюцинацию.

Обонятельный импульс идёт от рецепторных клеток в носу в обонятельную луковицу, особую зону мозга, где обонятельный сигнал передаётся нейронам, входящих в обонятельный нерв. Там, где отростки рецепторных нейронов соединяются с отростками нейронов обонятельного нерва, образуются сложные структуры – обонятельные клубочки. В клубочках, кроме упомянутых двух нейронов, есть ещё и другие, выполняющие вспомогательные и посреднические функции.

Поперечный разрез через обонятельную луковицу мыши. Синим окрашен слой обонятельных клубочков

Поперечный разрез через обонятельную луковицу мыши. Синим окрашен слой обонятельных клубочков

Обонятельных клубочков очень много, от 1100 до 2400, в зависимости от вида животного. И один-единственный запах проходит не через какой-то один клубочек, и не через два, а через серию клубочков, которые находятся в разных местах и активируются не сразу, а последовательно друг за другом.

Авторы работы как раз хотели понять, влияет ли порядок активации обонятельных клубочков на восприятие запаха. Для этого нейроны обонятельной системы у мышей модифицировали так, чтобы их можно было искусственно стимулировать с помощью световых волн – то есть тут снова использовали методы оптогенетики, о которых мы много раз рассказывали.

Посылая нейронам последовательные лазерные вспышки, исследователи заставляли клубочки в обонятельной луковице мышиного мозга активироваться в определённом порядке; причём активировали их в пределах 300 миллисекунд после вдоха, как это происходит с настоящими запахами. Мышь как будто чуяла некий запах, после которого ей давали воду. На что он был похож, были ли у него натуральные аналоги, был ли приятен или неприятен, сказать было невозможно. Но, так или иначе, мышь вскоре понимала связь между конкретным «запахом» и водой, и если её обонятельные клубочки активировали в каком-то ином порядке, она на другой «запах» не реагировала и за водой не шла.

Затем исследователи стали немного изменять время активации клубочков, немного менять их местами и т. д. – словом, варьировать клубочковый рисунок, соответствующий запаху.

Авторы работы на портале The Scientist сравнивают это с тем, как если бы они взяли какую-то мелодию и стали менять в ней ноты, менять их длительности или длительности пауз, чтобы понять, когда мелодия перестанет быть похожей на саму себя. В случае с обонянием оказалось, что главную роль играют те несколько обонятельных клубочков, которые активируются самыми первыми – если что-то изменить в их активации, то запах станет другим.

Возможно, в эти первые клубочки приходит сигнал от рецепторов, с которыми запаховые молекулы связались раньше всего.

Впрочем, не исключено, что и следующие клубочки играют определённую роль в восприятии запаха – например, помогают оценить его интенсивность, или определить его источник, или что-нибудь ещё. Но чтобы глубже понять смысл сложного рисунка клубочковой активации, нужно заглянуть поглубже в мозг, в те его области, которые принимают сигнал от обонятельной луковицы с её клубочками.

Метки: # # # # # #

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *