描绘先天对气味反应的神经回路

在里斯本（葡萄牙）的Champalimaud Center的一个神经科学家团队在里斯本（葡萄牙），已经进行了第一研究中的中央神经电路（或更高脑区）的研究，该研究是对气味的天生反应。他们的结果，其中一些是出乎意料的，发表在期刊上公共科学图书馆生物学。

CCU先天行为实验室的首席研究员Maria Luísa Vasconcelos和她的合著者博士后Nélia Varela，博士生Miguel Gaspar和研究技术员Sophie dias使用了这个方法来研究这个问题果蝇,他的嗅觉系统和脊椎动物很相似。在苍蝇的大脑中，一个叫做侧角(LH)的结构接收来自触角叶的输入，而触角叶又接收来自大脑的输入嗅觉受体神经元瓦斯康塞洛斯说:“它们位于苍蝇的鼻子——触角上。LH被认为与先天对气味的反应有关。

已经表明，从触发到LH的连接是从一个飞向另一个飞行的连接非常相似：“LH连接在连接的数量和分支的方式方面非常刻板，”Vascomcelos解释说。

科学家现在想做的是直接研究LH的功能。具体而言，他们询问了LH的LH中的哪些神经元负责先天昆虫的厌恶气味二氧化碳(CO₂）。“我们不知道为什么有限公司₂“这是一种令人厌恶的气味，”瓦斯康塞洛斯指出，“但其中一个原因可能是受到压力的苍蝇释放CO₂“。

利用基因工具，研究小组获得了32种经过处理的果蝇。在每一行中，LH中有一种特定类型的神经元被激活或沉默。

目的:探讨不同神经元沉默对CO行为反应的影响₂然后，他们把每条线上的苍蝇放进一个所谓的t型迷宫(基本上就是一个一端向左右分开的走廊)，然后释放CO₂进入其中一个分支，空气进入另一个分支。通常情况下，苍蝇会选择跟随含有空气的分支而不是含有CO的分支₂。因此，如果给定的一组神经元的沉默废除了CO的厌恶₂，这意味着需要那些特定的神经元来引发对这种气体的反感反应。

Vasconcelos说:“我们发现有两种不同的蝇类失去了这种厌恶行为。”第一个惊喜是:这并不是他们所期望的神经元。第二个惊奇之处是:这两种神经元对CO有特别的反应₂。“这是意想不到的”，Vasconcelos说。“我们认为他们的沉默会导致厌恶嗅觉行为的丧失一般，但是当我们测试其他气味时，我们发现苍蝇的厌恶行为没有变化给其他气味。我们还对有吸引力的气味测试了这些神经元，再次，我们在沉默时没有看到变化。“换句话说，这些实验揭示了两组独立的神经元，需要专门为有限公司提供厌恶的反应₂。

她补充说，这是研究的主要结果之一。另一种是他们识别的两种类型的神经元中的一种只有局部连接到LH，而另一个也将其连接出来的LH。

为了确定嗅觉信息从一种神经元流向另一种神经元的方向，他们进行了另一组实验:他们灭活两种神经元中的一种，同时记录另一种神经元的神经活动。为此，他们使用Optimetics.这项技术可以在激光的帮助下随意打开或关闭特定的神经元。

他们得出结论，从天线中的嗅觉信息流动首先由突出的神经元加工，然后由局部连接的神经元突出。在这样做时，他们获得了厌恶响应的神经电路的第一个“快照”。₂。

同样重要的是，从LH中投射出来的神经元支配着苍蝇大脑的一个结构，即SIP(高级中间原大脑)，“它被认为是协调学习反应和先天反应的，”Vasconcelos说。

Vasconcelos认为，这项研究进入LH的功能可以作为进一步研究嗅觉反应的神经内衬的指导。就像有效的情况一样₂那么，LH中可能还有其他的气味选择性神经元，而不仅仅是区分厌恶和吸引气味的神经元。

“有1300神经元在果蝇的LH中，这对苍蝇来说是很大的。事情比预期的要复杂。”

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