大脑的气味感知在双方

哥伦比亚在一项新的研究中,科学家发现大脑的嗅觉系统为何如此非常一致的个体之间,即使大脑细胞的连接在这个地区在人与人之间有很大差别。理解这个明显的矛盾,研究人员开发了一个计算机模型显示,两个大脑不需要以前嗅到气味的相同的设置为了达成新的气味。相反,任何两个大脑都知道把新彼此相似的气味(如两个不同的花),只要这两个大脑经历了甚至在气味在其一生中最小的重叠。

“很多脑细胞,或神经元,在我们的嗅觉系统连接在一起看似随意,这意味着神经元激活当我闻到玫瑰的和你的不一样。为什么我们都同意确定我们闻吗?”论文的高级作者说拉里•阿伯特博士,一个计算机神经学家和哥伦比亚大学首席研究员的莫蒂默b Zuckerman心理大脑行为研究所。“通过创建这个模型中,我们可以发现,第一次,背后看似随机的活动模式,揭示数学一致性我们的大脑是如何识别气味。”

旅途的气味从鼻子到大脑是复杂的。当一个气味进入鼻腔,专门的蛋白质称为嗅觉受体,气味信息发送到指定的位置在大脑中称为嗅球。在一系列开创性的研究在1990年代,理查德·阿克塞尔,医学博士,哥伦比亚大学一个监视点的Zuckerman研究所和新神经元的论文的合著者,发现了超过1000个基因编码这些嗅觉受体。执行这项工作,这与他的同事琳达·b·巴克博士,他们都赢得了2004年诺贝尔生理学或医学奖。

今天的报纸放在信息如何将嗅球,被称为梨状皮质的大脑区域。梨状皮层被认为是一个至关重要的结构处理气味。一点点,因为没有两个的气味是相同的,大脑必须联系的气味是相似的。这个过程称为泛化,是帮助大脑解释类似的气味。

“泛化是至关重要的,因为它允许您把之前的气味的记忆,如咖啡,并将其连接到当前闻到咖啡的气味,指导你早上厨房支吾了一声,“埃文·谢弗说,博士,阿克塞尔实验室的一位博士后研究员和论文的第一作者。

然而,当科学家们调查了泛化的概念,他们已经被两个矛盾困惑的梨状皮层。首先,梨状皮层的神经活动出现随机的,没有明显的逻辑或组织,因此研究人员无法将特定的神经活动模式类的气味。

第二,梨状皮层本身似乎太大了。“科学家们只能推断需要大约50000大约一百万梨状皮质的神经元在人类的大脑,”谢弗博士说。“鉴于大力昂贵的神经元,这提出了一个问题:为什么有那么多神经元在大脑的这一部分吗?”

研究人员开发了一个数学模型,提出了解决这两个悖论:两个大脑的确可能达成一致的气味(如芳香的鲜花和臭垃圾)如果神经活动的神经元来自一个足够大的池。

这个想法是类似于众包,即不同的人每分析一个复杂的问题的一部分。然后汇集在一起,分析中心。

“这是类似于梨状皮层发生了什么,”谢弗博士说。”所产生的不同的神经活动模式这些一百万个神经元,而自己不完整,结合时给出一个完整的大脑是闻。”

那时测试这个模型的数据收集从果蝇的大脑,团队进一步表明,这个神经活动有助于达成一致,两个大脑的气味,即使有限的共同经验。

科学家们长期以来一直认为,两个大脑必须共享一个共同的参照点,比如每个先前闻到玫瑰,为了识别相同的气味。但这个模型表明,参考点可以是任何东西,玫瑰的香味的记忆可以帮助两人同意咖啡的味道。

“哪怕是最小程度的共同经验似乎调整大脑,所以,虽然我的神经活动是不同的比你,协会之间我们每个做两个相关的气味,如鲜花,对我们双方都既相似,“谢弗博士说。

这个模型,而贷款知觉洞察一个长久以来的矛盾,凸显了一个潜在的优雅的嗅觉系统:尽管包含不同神经元,记忆和经验——两个大脑仍然可以达成协议。

“你和我不需要嗅世界上每一种气味对我们闻到达成协议,“谢弗博士说。“只要我们有一些共同的经验,这就够了。”

这篇文章被转载材料所提供的Zuckerman研究所,哥伦比亚大学。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。

参考:
谢弗,大肠。斯戴德勒,D D。加藤,D。崔,g B。阿克塞尔,R。和雅培,l . f . (2018)。在双方大脑的气味感知:尽管随机一致性。神经元。