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嗅觉感觉神经元在小鼠中的记录显示出气味混合时抑制或增强了反应

闻一闻一杯刚倒入的葡萄酒,流行的科学思维表明,您感知到的香气的和谐始于您鼻子中的感官感受,只是将它们遇到的每种气味加在一起。但是,九州大学的一项新研究表明,正在发生的过程要复杂得多,根据存在的气味,某些响应得到增强,而其他响应则受到抑制。

在哺乳动物中,嗅觉始于鼻子中特殊细胞(称为嗅觉感觉神经元)末端的受体检测到气味。这些神经元中的每一个在依赖于该物种的大型库中仅具有一种类型的受体,人类具有约400种类型,小鼠约有1000种。

尽管已知大脑对感觉信息的处理对于挑选和合成气味很重要,但对于在鼻子中首次检测到气味的过程仍知之甚少。

九州大学医学研究生院教授今井武史(Takeshi Imai)领导的研究小组使用最新开发的技术高度敏感地记录活小鼠鼻子中受体的反应,现已在《细胞报告》上发表了更深刻的理解鼻子中的神经元如何对气味及其混合物做出反应。

“以前认为每种气味都会'激活'一组特定的受体,并且鼻子中的神经元对气味混合物的反应只是对每种成分的反应的简单总和,但是现在我们在小鼠中有证据表明情况并非如此。”该论文的主要作者Shigenori Inagaki说。

对经过基因改造以使其神经元发光的小鼠进行研究后,研究人员能够敏感地记录小鼠体内神经元的钙离子含量,这是活性的指标。吸收激发光后,研究人员能够敏感地记录神经元的反应。使用两光子显微镜观察小鼠的鼻子。

基于这些记录,Imai的团队发现,气味不仅可以激活,而且可以抑制小鼠鼻子中神经元的反应,这表明在信号到达嗅球或大脑进行进一步处理之前,就已经发生了复杂的相互作用。此外,他们的实验表明,气味的混合通常会导致通过协同作用增强响应,特别是当它们处于相对较低的浓度时,或通过拮抗作用抑制响应,特别是当它们处于高浓度时。

这项研究揭示的抑制和增强过程可以解释为什么气味混合物会从其成分中产生截然不同的感知结果,而这种理解可以帮助开发合理设计嗅觉体验的方法,从愉悦,和谐的气味到除臭剂。

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