帮助鼻子知道:研究员答案100岁的疑问嗅觉反馈机制是如何工作的

一个多世纪以来首次发现后,哈佛大学科学家们一个鲜为人知的神经反馈机制有了进一步的了解,可能发挥关键作用在大脑的嗅觉系统是如何工作的。

12月19日发表的一篇论文中描述神经元Venkatesh没吃,教授分子和细胞生物学,研究人员首次描述了反馈机制通过识别信号去哪里工作,哪种类型的神经元接收他们。没吃的三位科学家实验室参与了工作:Foivos Markopoulos,丹Rokni和大卫Gire。

”的形象大脑线性处理器是一种方便,但是几乎所有的大脑,当然,哺乳动物的大脑,不依赖于那种纯粹的前馈系统,”他解释道。“相反,现在看来,越高的大脑区域负责解释嗅觉信息沟通较低的部分大脑的啸叫的基础上。”

虽然研究人员已经知道反馈系统几十年来,对其精确的运作关键问题,如在嗅球神经元接收反馈信号,仍然是一个谜,这部分是由于科学家根本没有技术工具需要激活个体神经元、个人途径。

“与这种类型的研究的一个挑战是,这些反馈神经元并不是唯一的嗅球神经元回来,“没吃解释道。“挑战一直,没有简单的方法来挑选一种神经元激活。”

,他和他的团队变成了一种光遗传学技术。

使用病毒转基因生产感光蛋白,没吃和他的团队标记特定的神经元,这变得活跃了激光。研究人员然后能够跟踪反馈机制从大脑的加工中心回嗅球。

达到这一水平的精度至关重要,没吃解释说,因为当嗅球神经元包含许多“本金”负责发送信号到大脑的其他部分,也挤满了中间神经元,这似乎扮演一个角色在格式化嗅觉信息进入大脑。

没有格式化的过程,没吃说,大脑可能很难解释——从广泛的信号很弱,非常强大——它可能会遇到。

“如果你擅长做一个系统检测弱信号,它变得饱和随着信号更强,并最终不可能区分强烈信号,“没吃。“为了避免这个问题,大脑回路使用这一过程被称为增益控制(彼得:可以有自动和选择性增益控制)。通过抑制某些神经细胞,它可以确保你保持在探测范围内,所以你不要错过疲软的事情,但是你别错过了很强的东西。”

早期的研究暗示,嗅球的中间神经元的主要目标是反馈信号,但没吃的研究首次明确证明,并证明这些反馈信号有效地抑制主要神经元的活动。

“当大脑皮层区域决定将这些信号发送回嗅球,它是有效地拒绝这些主要神经元的活动,“没吃。大脑“为什么这样做?我们的理论是,反馈是一种大脑皮层说,“我听说你。随着嗅觉信息发送到更高的大脑区域,这些信号回来,把音量调低输入。”

虽然已确定在其他类似的反馈系统大脑的部分,嗅觉反馈令人惊讶的程度。没吃的研究显示,系统不只是发送信号嗅球,但发送他们的第一层神经元。

“那反馈是回到第一个突触,如果你愿意,”他说。

更令人吃惊的是,没吃说,证据显示,嗅球的主要神经元也接收反馈信号——尽管疲软的——这似乎主要传入信号。

“这些弱连接帮助校长神经元在听的时候弱输入,“没吃。“如果有一个弱的气味,但它不是能够驱动主要神经元的阈值信号大脑的其他部分,但是说你的环境中,你准备好闻,弱的气味——我们相信这反馈这更高的大脑区域是痒这些主要神经元,所以当有一个弱输入你能够闻到它。

“对于大多数动物,闻起来是一个非常,非常重要的事情,”他补充道。“如果他们在一个环境中,有一个压倒性的味道这是无关紧要的,他们需要能够检测弱可能信号危险的气味。我们假设,这种机制,皮层说回嗅球和抑制神经元通过这个反馈,他们可以检测到微弱信号。”