神经细胞如何区分气味

顾汉现

神经细胞如何区分气味


日期: 2010-05-07


　　依赖大脑中对神经刺激有抑制作用的突触能否快速地识别出不同的气味？科学家们发现，嗅觉中枢某种受体缺失的小鼠能比正常小鼠更快地区分出相似的气味。这一现象与相邻神经细胞之间的抑制环有直接的关系。   



　　哈尔丹K•哈特莱恩、乔治沃尔德和拉格纳•格兰尼特在43年前因发现“侧抑制”的激活原理而获得诺贝尔奖。现在，包括德国海德堡大学医学院在内的一些科学家首次证明，从分子到行为水平，在嗅觉系统中也存在这样一个机制。该研究发表在《神经元》杂志上。   



　　气味可依附到鼻粘膜的嗅觉细胞受体上并引发神经信号，这些信号在大脑的嗅球进行处理。在神经网络中，输入信号被转变成一种具体的电信号传递给大脑皮层和其它大脑区域，并在这些地方对这些信号进行识别。   



　　研究人员在研究中首次证明了神经元对嗅觉刺激处理是如何影响实验小鼠的行为的。“我们对小鼠嗅球的信息处理进行了特殊控制，并对这些小鼠的气味反应时间作了测量。由于限定了抑制环，这些小鼠对混杂的相似气味能很快地区分开来，而且可信度很高。”研究人员说。   



　　经过中间神经元类似过滤器的抑制作用，使得较强刺激进一步放大，而较弱刺激进一步减弱，这样就会让基本信息很容易被识别出来。这些实验小鼠的识别时间缩短了大约50ms，而对各种气味的认知时间和记忆能力不受影响。   



　　通过病毒基因载体，研究人员将一种叫cre重组酶的物质直接释放进了小鼠嗅球的神经细胞中。借助这些酶对识别点的引导，去除了小鼠基因组中某个基因片段，这样就删除了中间神经元的一种受体。经过这样有针对的处理，嗅球中的抑制环就特别活跃。在一个精密设计的实验里，小鼠需要对简单的和含有各种香气的复杂气味进行识别。通过电生理测量、影像处理和解剖技术，研究人员从分子到行为水平发现了这一关系的存在。