Мыши могут распознавать запахи намного быстрее, чем считалось ранее

Исследователи из Института Френсиса Крика и Университетского колледжа Лондона (UCL) обнаружили, что мыши способны ощущать невероятно тонкие и быстрые изменения в структуре запахов, и использовать это для управления своим поведением. Результаты, опубликованные в журнале Nature, меняют современные представления о том, как распознаются и обрабатываются запахи в мозгу млекопитающих.

Шлейф запаха, например как пар от горячего кофе, представляет из себя сложные и часто турбулентные структуры. Он может передавать животному очень важную информацию об окружающей среде, например: передвижения хищника или расположение источников еды. Однако прежде считалось, что мозги млекопитающих не могут полностью осознать эти временные изменения в запахах, поскольку они происходят значительно быстрее, чем животные могли бы их уловить.

mice

Используя поведенческие эксперименты, в ходе которых мыши подвергались резким и кратковременным изменениям запаха, а также нейронную визуализацию, электрофизиологию и компьютерные модели, учёные обнаружили, что мыши действительно способны обнаруживать очень резкие колебания в шлейфах запахов, со скоростью, которая раньше считалась невозможной. Они также показали, что мыши могут использовать эту информацию чтобы различать источники запахов, даже если они находятся очень близко друг от друга.

На основе этого можно предположить, что обонятельная система млекопитающих, ответственная за распознавание запахов, также играет ключевую роль в осознании пространства и окружающей среды, в которой находится животное, способствуя принятию решений, от которых зависит выживание особи.

Андреас Шефер, ведущий автор и лидер группы Лаборатории сенсорных сетей и нейротехнологий (SCNL) в UCL сказал: «С эволюционной точки зрения наши открытия имеют смысл, поскольку они помогают объяснить, почему в обонятельной луковице — части мозга, куда поступают сигналы о запахах — содержится много вычислительной мощности. Она не просто преобразует запахи в информацию о веществе, но также может вычислять информацию о расстоянии до источника запаха и о самом источнике. Было бы странным, если бы эволюция создала в данной области такие вычислительные мощности, которые не используются».

В одном ключевом эксперименте, учёные натренировали мышей определять, исходят ли два запаха из одного и того же источника, или из разных. Мыши смогли верно различить эту разницу, даже когда запахи выделялись короткими вспышками, длящихся всего по 1/40 секунды каждый (т.е. с частотой 40Гц).

Тобиас Экельс, постдок в SCNL UCL сказал: «Предыдущие исследования обоняния основывались на предположении о том, что мыши не могут различать тонкую, колеблющуюся информацию в шлейфах запахов».

«Мы показали, что мыши могут получать доступ к этой информации — это открывает новое измерение для изучения мозга. Мы можем проводить эксперименты, способные более эффективно запускать нейроны естественным образом и испытывать пределы возможностей обонятельной луковицы. Это позволит нам больше узнать о том, как работает эта часть мозга, и как информация о мире извлекается нейронными цепями».

В рамках исследования, учёные создали новые технологии, включая высокоскоростное устройство доставки запаха и оборудование, которое может измерять несколько запахов одновременно с чрезвычайно высокой точностью.

Эти нововведения позволяют более тонко работать с обонятельной луковицей, расширяя наши знания о том, как эта область мозга обрабатывает информацию об окружающей среде и влияет на поведение. Команда стремится сформировать понимание того, как сенсорные цепи связывают внешний мир с внутренними мыслями и действиями.

Перевод Екатерина Хананова, редактор Антон Меньшенин. Наш блог в вк и телеграм.

Исследование — Fast odour dynamics are encoded in the olfactory system and guide behaviour

Источник — Fast changing smells can teach mice about space

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s