辨别果蝇:连接在气味识别大脑细胞活动和行为

背后的共同表达“你不能比较苹果和橘子”是神经科学的一个基本问题:大脑是如何认识到苹果和橘子是不同的吗?一群神经科学家在冷泉港实验室(3)发表了一项新的研究,提供了一些答案。

在果蝇中,辨别气味的能力在于大脑的一个区域称为蘑菇体(MB)。之前的研究已经证明了MB与学习和记忆有关,特别是与嗅觉,也称为嗅觉。

3副教授格伦·特纳和他的同事们已经映射的活动大脑细胞在果蝇的MB,巴甫洛夫的条件行为反应不同的气味。他们的研究结果,今天发表的一篇论文中概述的神经科学杂志》上表明,一个非常少量的神经元一样的活动只有25是需要能够区分不同的气味。

他们还发现,类似小数量的神经细胞参与分组相似的气味。这意味着,例如,“如果你知道橘子是好的,一个橘子的味道也会让你思考的食物,”罗伯特•坎贝尔说博士后研究人员在特纳实验室,这项新研究的第一作者。

这些有趣的新发现是广泛努力的一部分,在当代神经科学确定大脑如何,很容易在任何动物最复杂的器官,管理原材料的质量感觉数据理解每个人或乘坐飞机以作为重要决策的依据。

密切关注肯扬细胞

飞MB的神经元被称为凯尼恩细胞他们的发现者的名字命名,神经学家弗雷德里克·凯尼恩,谁是第一个人在昆虫个体神经元染色和可视化的大脑。肯扬细胞接收感觉输入从器官感知嗅觉,味觉,视觉和听觉。这种融合的感官输入MB对记忆的形成很重要,这是通过将不同类型的信息。

肯扬细胞只占约4%的整个飞大脑和对输入触发的气味非常敏感,只有两个神经元之间的联系,称为突触,分开的受体细胞的“前端”嗅觉系统。

但与其他的大脑区域,如脊椎动物海马、MB的感官反应不仅数量少,而且相对较弱。这是稀疏信号的肯扬细胞神经元使在果蝇学习记忆形成如此承诺特纳和他的团队。“我们开始学习如果这些信号真的动物的信息学习和记忆关于气味,”特纳说。

特别是,特纳集团想看看他们能把这些信号与实际行为的苍蝇。该团队使用一种成像技术,允许他们查看一次超过100肯扬细胞的反应,重要的是,量化结果。他们发现,即使是非常稀疏的反应这些细胞所引发的气味提供大量的信息气味的身份。特纳嫌疑人的精挑细选,有助于准确的响应的形成和回忆的记忆。

当研究人员用两种气味混合在一起,越来越多的类似的浓度,他们发现两个非常相似的气味可以由于只有25肯扬细胞的活动。这种关联与果蝇的行为:当大脑活动建议果蝇难以辨别的气味,他们的行为也显示他们无法在二者之间做出选择。

这些细胞的活动也占苍蝇小说辨别气味的能力和组在一起。这是决定“泛化”测试,苍蝇学到了广义的程度对陌生的气味测试可以预测基于相对类似的活动模式的肯扬气味诱导的细胞。

“能够做这种类型的“读心术”意味着我们真正理解这些活动模式所释放的信号,”特纳说。最终,他和他的同事们希望能够与他们的发现在大脑的运作大脑在哺乳动物。

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