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破解嗅觉密码

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破解嗅觉密码

2015年10月27日

大发娱乐都很熟悉气味的力量:一只在烤箱里烤的感恩节火鸡可能会吸引你进入厨房, 而腐烂垃圾的恶臭会让你往另一个方向跑. 然而,人们对气味如何触发不同的神经反应和行为知之甚少. 马特Wachowiak, 犹他大学的神经生物学和解剖学教授正在与一个大型, 跨学科团队破解嗅觉密码. Wachowiak解释了他和他的团队所面临的障碍, 他们是如何处理这个问题的, 以及他们希望实现的目标.

事件记录

面试官: 下一集《大发娱乐》将揭开嗅觉密码.

播音员: 检查最新的研究,告诉你最新的突破. 《大发体育官网》在范围频道播出.

面试官: 我正在和医生谈话. 犹他大学神经生物学和解剖学教授马特Wachowiak说. 破解嗅觉密码. 这是什么意思??

Dr. Wachowiak: 大发娱乐的目标是真正了解大脑是如何识别大发娱乐闻到的气味的. 当动物闻到那种气味时,大脑里发生了什么, 那是如何转化成某种感知和某种行为输出的呢.

面试官: 给我举几个例子. 哪些气味可能会引发截然不同的反应?

Dr. Wachowiak: 美食的味道或酒的味道通常会引发一些积极的情绪, 一些积极的回应. 大发娱乐想喝,大发娱乐想吃. 另一种味道是烟味或者腐烂食物的味道. 大发娱乐对这种气味的本能反应非常不同.

大发娱乐基本上是想往另一个方向走. 这是大发娱乐对气味所能做的最简单的二分法之一. 当然,气味在感知上是非常非常复杂的. 大发娱乐从气味中获取了大量的信息,不仅仅是好的和坏的.

面试官: 为什么你认为理解这段代码很重要?

Dr. Wachowiak: 就用这个系统来理解大脑如何处理信息而言,我认为理解嗅觉是非常重要的,因为它是一个非常复杂的感官问题. 它与其他感官形态非常不同, 比如视觉、触觉或听觉, 很简单,因为大发娱乐从空气中探测分子,它们的结构各异. 它们的组织方式不像光或声音那样清晰.

这是大脑需要解决的一个非常不同的问题大发娱乐对大脑如何解决这个问题了解不多. 只是作为一种对大脑如何处理复杂信息有新见解的方式, 我认为研究嗅觉非常重要.

面试官: 告诉我你所面临的问题有多严重.

Dr. Wachowiak: 这确实是嗅觉面临的挑战之一,也是为什么它是最复杂的感官之一,也是最不为人所知的感官之一, 像老鼠这样的哺乳动物嗅觉发达. 它们大约有一千个受体. 它实际上是基因组中最大的基因家族. 气味受体约占整个基因组的3%.

面试官: 哇. 真的?

Dr. Wachowiak: 是的. 但真正的问题是大发娱乐所不知道的. 大发娱乐可以通过观察基因组来识别这些基因, 但大发娱乐实际上仍然不知道对于任何给定的基因,受体实际上探测到什么气味. 这是主要问题. 所以大发娱乐小组的目标之一就是做所谓的“去孤儿化”,也就是为每个受体识别出该受体最能探测到的气味分子.

由于技术原因,这是一个非常困难的问题. 在过去的几年里,大发娱乐团队的一部分在筛选多种受体方面取得了重大突破, 并能够识别出激活特定受体的气味. 这是这个项目的一个重要部分.

面试官: 我想并不是一种气味对应一种受体.

Dr. Wachowiak: 感受器可以被许多气味激活, 这个问题的另一个重要部分是环境中有很多潜在的气味. 大发娱乐能闻到的化合物有几千种之多. 有一些估计比这个数字高出数百万个数量级. 这是有争议的, 但是,受体能够检测到的挥发性化合物的数量是巨大的.

这个项目的另一个雄心勃勃的部分是真正筛选相当多的化合物. 大发娱乐将在所有的感受器上筛选1000种不同的气味. 大发娱乐的目标是首先用这1000种气味的面板去孤立所有的受体.

所以对于一个给定的受体,大发娱乐得到的不是一种化合物可以激活受体或者一种气味, 但是大发娱乐可以做出或者给出一个频谱的调谐曲线. 所以这种气味比其他气味更有效大发娱乐可以把它们放在一个反应谱中这就是大发娱乐所说的.

面试官: 但你已经超越了这一点.

Dr. Wachowiak: 大发娱乐需要知道的是大脑是如何处理这些信息的. 当大发娱乐进入大脑时,代码是什么样子的. 大发娱乐要做的一个目标是能够将受体的身份分配给嗅球中的肾小球大发娱乐可以在完整的动物身上做到这一点.

大发娱乐有方法使用成像方法,大发娱乐可以从字面上看到在大脑中这些细胞中表达的荧光蛋白. 大发娱乐可以观察完整的动物,通过成像观察活动的发生,这样大发娱乐就可以跟踪从感觉神经元到大脑第一阶段所发生的事情.

面试官: 你也在追踪行为吗?

Dr. Wachowiak: 是的. 这是项目的另一部分. 现在,大发娱乐可以识别出动物会避开的那些本质上令人厌恶的气味. 一个很好的例子是老鼠的气味,一个很好的例子是捕食者的气味. 比如大型猫科动物. 大型猫科动物的尿液他们本质上会避免. 即使是一只从未遇到过猫的老鼠. 当然,它们会被来自其他老鼠的化合物所吸引. 大发娱乐可以映射这种行为.

大发娱乐正在研究嗅球. 当然,来自灯泡的信息会进一步进入大脑的嗅觉皮层部分和大脑中被称为杏仁核的部分,在许多不同的情况下,杏仁核被认为在情绪反应和各种刺激中非常重要.

大发娱乐希望大发娱乐能看到一种特定的气味,或者一种特定的活动模式. 观察一个给定的受体,甚至能够预测对它的先天行为反应,甚至可能是大脑活动的模式.

目标是了解大脑是如何理解信息的. 它是如何产生行为的. 大发娱乐需要从各个方面考虑. 再一次。, 嗅觉是大多数动物甚至哺乳动物驱动行为的最重要的感官之一. 大发娱乐真的在尝试用这个系统来了解那里的情况.

播音员: 有趣的. 信息丰富的. 而这一切都是为了更好的健康. 大发娱乐是Scope健康科学广播.