精确的嗅觉依赖于时间

如果你仅凭气味就能分辨出梅鹿辄(merlot)和品丽珠(cabernet franc)的区别，那可能只是时间问题。

这是因为气味解码大脑的中心将更多关注第一气味信号到达,无论多久或强嗅的其余部分,根据一对杜克大学的神经生物学家们嘲笑闻到老鼠的神经回路。

人类有大约400种不同类型的气味受体在他们的鼻子里，每个都调谐到略微不同的气味分子。每当我们吸入时，最接近与特定气味最匹配的受体将首先发出。

但如果你在酒杯里更深地闻一下，你会吸入更多的气味分子，这些分子可以激活不那么特定的感受器。这些增加的信号应该会显著地改变气味，但它们没有，感觉神经科学家称之为“集中不变”的谜题。

谜语的答案，根据新的研究出现9月14日科学，是在时机。

通过称为嗅球到嗅觉的结构从鼻子排出气味皮质，在处理其信号。到达皮质的第一个信号总是与鼻子中的特定气味受体紧密相匹配的信号。因此，他们提供了关于气味的最精确的信息，这是Duke医学院神经生物学的助理教授Kevin Franks表示。

“你总是会最早激活最特定的受体，”弗兰克说，他也是杜克脑科学研究所的成员。

这就意味着嗅觉皮层必须有某种方式来注意早期的输入，而忽略那些稍晚到达的信息。弗兰克斯说:“随着气味浓度的增加，长时间的嗅嗅可能会降低气味的特定表现。”“嗅觉系统需要一种方法来过滤掉稍晚到达的无关信号。”

如果你想想一个气味说,细的卷须香奈尔5号都在一个房间,大脑是如何知道微弱的气味是你认为它是什么,即使你穿过房间,气味变得更强,问Sandeep罗伯特•达塔在哈佛神经生物学副教授,他并没有参与这项研究。“我们不知道大脑是如何解决这个问题的。”

达塔说，我们知道，鼻子中最特定的第一个嗅觉感受器会先发出信号，然后嗅球会把这些信号传给嗅皮层。“但我们当时并不清楚大脑皮层是如何让人感知气味的。凯文用一种非常聪明的方式将时间元素分离出来。这真的令人印象深刻。”

调查结果来自小鼠的研究，因为研究人员知道相对简单的电路的每个部分。但弗兰克斯说他相信同样的人会对人类证明是正确的。

为了理解大脑皮层是如何在鼻子和嗅球继续发送新信息的情况下忽略或至少减弱后续信号的，他们的研究集中在两种抑制神经元——能够压制大脑皮层中的信号的细胞上。他们的第一个怀疑是一个“前馈”神经元，当信号从嗅灯泡到皮质。但这不是答案。

使用复杂的分子生物学和电气记录组合嗅皮质结果发现，答案是第二种抑制神经元，即“反馈”神经元，它在大脑皮层内来回发送信号。这就是对随后气味信号的抑制发生的地方。虽然新的气味信号继续到达大脑皮层，但它们在嗅觉的其余部分被抑制了。

弗兰克斯称他和高级研究助理凯文大胆的系统召集了一个“临时获奖者 - 所有赛道”。

“这个系统有点像捕鼠器，”弗兰克斯说。“皮质持有到达的第一个信号，但之后，无论何时何后都没有效果。”

弗兰克斯的最终目标是了解小说家和故事者长期以来的嗅觉和记忆之间的强大债券。他说，小鼠让这个更容易，因为香味对鼠标比对人类更重要。但啮齿动物还有一个相对简单的电路，从鼻子到皮质，使科学家更容易观看工作中的所有零件。

“这些是能够理解记忆和感知之间的联系的第一步，”弗兰克斯说。

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