Команда во главе с профессором Томасом Дж. Дженчем и постдокторским исследователем Кэтрином Годдом для молекулярной фармакологии (FMP) Института Лейбница и Максом Центр Дельбрюка Молекулярной Медицины в Ассоциации Гельмгольца (MDC) сотрудничала со швейцарскими коллегами из Женевского университета, чтобы узнать больше об этом ключевом аспекте восприятия.Ученые хотели узнать, как подобные ароматы дифференцированы – как наше обоняние так точно настроено.
Единственное примечание в сложной смеси ароматов, которые составляют запах свежей рыбы, может показать, съедобно ли это все еще, например. В ядре сенсорного восприятия молекулы аромата в запахах, которые мы вдыхаем.
Как ключ в замке, молекула аромата соответствует к рецептору на поверхности сенсорных нейронов в обонятельной слизистой оболочке. Стимуляция заставляет эти обонятельные клетки посылать сигналы в обонятельную лампочку мозга, где напоминающие по форме митру и стеганые клетки (клетки M/T) обрабатывают их и отправляют им другим областям мозга в своего рода Азбуке Морзе.Каждая обонятельная клетка несет только один вид рецептора, который характерен для конкретных молекул аромата и трудно телеграфирован в один регион в обонятельной лампочке. Таким образом пространственная подпись для запаха произведена в обонятельной лампочке.
Однако команда ученых показала, что, чтобы представлять очень небольшие различия между запахами, кодирование с временной зависимостью также важно.Мы можем дифференцироваться между подобными молекулами аромата из-за тонкой модуляции в последовательности сигналов в Азбуке Морзе; раньше синхронные клетки, посылающие кодексы, брошены не в ногу. У каждого аромата поэтому есть отдельный, образец сигнала с временной зависимостью. До сих пор ученые предположили, что запрещение сигналов, поставленных клеткам M/T, изменяет их состояние возбуждения, которое в свою очередь влияет на временную последовательность Азбук Морзе, и помощь отличают подобные ароматы.
Гипотеза была все еще неоднозначна и была объектом исследования исследовательской группы.Ученые уменьшили сигналы запрещения, что клетки M/T получили от соседних клеток в обонятельных лампочках мышей, генетически дезактивировав транспортер иона Kcc2 в определенно этих видах клеток. Это сильно изменило электрический баланс клеток M/T, означая, что они фактически прекратили получать любые сигналы запрещения.
В поведенческих тестах мыши, которые были генетически изменены таким образом, могли все еще дифференцироваться между молекулами аромата, которые явно отличались – сигналы запрещения поэтому, кажется, не имеют никакого влияния на общую способность пахнуть. Все же мыши больше не смогли различать смеси аромата с немного отличающимися отношениями тех же самых ароматов. Кроме того, они не могли дифференцироваться между молекулами, которые очень похожи в их химической структуре такой как (+) limonene (аромат лимона) и (-) limonene (аромат скипидара).
Исследователи в Женеве дали объяснение этого явления. Они изучили электрические особенности клеток M/T у живущих мышей. Когда сигналы запрещения, действующие на клетки M/T, были подавлены, нейроны были более сильно взволнованы, и кроме того созданию Азбуки Морзе для различных запахов ослабили. В результате определенные для аромата подписи были более подобными и таким образом более трудными различать.
Кэтрин Годд говорит: «Наши результаты доказывают, что формирование рисунка с временной зависимостью в сигналах клеток M/T, с помощью нейронного запрещения, чрезвычайно важно для того, чтобы по-другому представлять подобные ароматы в мозгу и таким образом для дискриминации между ними. Это – первый раз, когда это показали с такой ясностью».