آخرین مطالب

نورون‌های قشر بویایی بو را به مکان‌ها پیوند می‌دهند


نورون‌های قشر بویایی بو را به مکان‌ها پیوند می‌دهند

نورون ها در قشر بویایی اولیه یک نقشه بو-فضایی ایجاد می کنند. اعتبار: دیوگو ماتیاس، بنیاد Champalimaud

بو این قدرت را دارد که ما را در زمان و مکان منتقل کند. این می تواند عطر شیرین یاس یا عطر کپک زده جلبک باشد. ناگهان به خانه دوران کودکی خود یا زیر آفتاب سوزان ساحلی دور برگشته اید.

به نظر می رسد این ارتباط بین بوها و مکان ها جنبه عمیقی از شناخت انسان است. اما چگونه این دو در مغز به هم مرتبط هستند؟ مطالعه ای که امروز (22 دسامبر) در مجله علمی منتشر شد طبیعت توضیحی بالقوه ارائه می دهد.

یک پیوند عصبی بین بو و فضا

سیندی پو، نویسنده اول این مطالعه، گفت: “مولکول های بو ذاتاً اطلاعات فضایی را حمل نمی کنند. با این حال، حیوانات در طبیعت از بوها برای پیمایش فضایی و حافظه استفاده می کنند که به آنها امکان می دهد منابع ارزشمندی مانند غذا را پیدا کنند.” ما می‌خواستیم اساس عصبی این رفتارها را بفهمیم، و بنابراین تصمیم گرفتیم بررسی کنیم که مغز چگونه اطلاعات بویایی و فضایی را ترکیب می‌کند.»

محققان بر روی قشر بویایی اولیه تمرکز کردند. Zachary Mainen، نویسنده ارشد این مطالعه، محقق اصلی مرکز Champalimaud برای ناشناخته ها در پرتغال، گفت: “سیستم بویایی در بین حواس منحصر به فرد است.” “تنها بویایی دارای ارتباطات متقابل مستقیم با سیستم هیپوکامپ است که در حافظه و جهت یابی نقش دارد.”

نورون های هیپوکامپ به دلیل عملکرد به عنوان “سلول های مکان” معروف هستند. این به این دلیل است که هر سلول در یک مکان خاص در یک محیط فعال می شود. این نورون ها با هم کل منطقه را رمزگذاری می کنند و به طور موثر نقشه عصبی فضا را ایجاد می کنند. سلول‌های مکان هیپوکامپ، که کشف آنها در موش‌ها منجر به دریافت جایزه نوبل فیزیولوژی یا پزشکی در سال 2014 شد، آنقدر قابل اعتماد هستند که دانشمندان می‌توانند به سادگی با مشاهده فعالیت‌های حیوانی بفهمند کجاست.

پو گفت: “ما می دانیم که سیستم هیپوکامپ سیگنال هایی را به قشر بویایی اولیه می فرستد.” بنابراین ما مشکوک بودیم که این ناحیه مغزی ممکن است چیزی بیش از شناسایی بوهای مختلف انجام دهد.






آزمایش نورون های بویایی

برای آزمایش این ایده، محققان یک پازل سفارشی برای موش‌هایی که در بویایی بسیار ماهر هستند، توسعه دادند. موش‌ها از چهار انتهای یک پیچ و خم به شکل پلاس نمونه‌برداری کردند. سپس، بسته به عطر، باید بفهمند که پاداش در کجا پنهان شده است. پو توضیح داد: «در این کار، موش‌ها باید ارتباط دقیق بوها و مکان‌ها را یاد بگیرند و به خاطر بسپارند.

در حالی که حیوانات در حال حل معما بودند، محققان فعالیت نورون ها را در بخشی از قشر بویایی اولیه به نام قشر پیریفورم خلفی زیر نظر گرفتند. مینن توضیح داد: «نورون ها با ساطع تکانه های الکتریکی با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند. با ثبت سیگنال‌های الکتریکی ساطع شده توسط صدها نورون منفرد در این ناحیه مغز، ما توانستیم رمزگشایی کنیم که نورون‌های خاصی به چه چیزی اهمیت می‌دهند. برای مثال، این که آیا وقتی حیوان بوی خاصی را استشمام می‌کرد فعال می‌شدند یا زمانی که در یک بوی خاص بود. مکان خاصی در پیچ و خم.”

پو گفت: نتایج ما فراتر از انتظارات ما بود. ما پیش‌بینی کرده بودیم که برخی از نورون‌ها در اینجا ممکن است تا حدودی به مکان اهمیت دهند. با این حال، با مطالعه دقیق فعالیت نورون‌های قشر بویایی در حالی که حیوان در پیچ و خم در حال حرکت بود، متوجه شدیم که این نورون‌ها نقشه کاملی از این نورون را یاد گرفته‌اند. محیط.”

نورون های بویایی نقشه های فضایی را رمزگذاری می کنند

محققان جمعیت زیادی از نورون‌ها را کشف کردند که مشابه سلول‌های مکانی هیپوکامپ، در یک مکان خاص در ماز فعال شدند. جالب اینجاست که نقشه کل محیط را به یک اندازه پوشش نمی دهد. در عوض، تا حد زیادی به نقاط مهم رفتاری در پیچ و خم محدود می شد: جایی که حیوانات بوها را تجربه می کردند و پاداش دریافت می کردند.

به نظر می‌رسد مکان‌های مهم از طریق تجربه آموخته شده و در یک نقشه کدگذاری شده‌اند. قابل توجه است که این سلول‌ها در سیستم بویایی در زمانی که هیچ بو وجود نداشت، شروع به واکنش در یک مکان معین می‌کنند، حتی زمانی که موش فقط در حال راه‌رفتن بود و درگیر آن نبود. مینن افزود.

بوی فضا

آیا اینگونه می‌توانیم خاطراتی را شکل دهیم که بوهای خاصی را با مکان‌های خاصی پیوند می‌دهند؟ “ما دریافتیم که برخی از نورون‌ها در اینجا به بو، برخی دیگر به مکان، و برخی دیگر به هر دو نوع اطلاعات به درجات مختلف پاسخ می‌دهند. همه این نورون‌های مختلف با هم مخلوط شده‌اند و احتمالاً به هم مرتبط هستند. بنابراین، می‌توان حدس زد که فضای بو را فعال می‌کند. انجمن‌ها می‌توانند از طریق فعالیت در این شبکه اتفاق بیفتند.» پیشنهاد پو.

مینن افزود: “این مطالعه همچنین پنجره جدیدی را برای درک چگونگی استفاده از حواس برای ناوبری و حافظه باز می کند.” او در پایان گفت: “انسانها بیش از بوها به نشانه های بصری متکی هستند، اما به احتمال زیاد اصول نحوه به یاد آوردن جایی که بوده ایم و رسیدن به جایی که می خواهیم بسیار شبیه است.”


درک اینکه نورون ها چگونه خاطرات بوها را شکل می دهند


اطلاعات بیشتر:
سیندی پو، نقشه های فضایی در قشر پیریفورم در طول ناوبری بویایی، طبیعت (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-04242-3. www.nature.com/articles/s41586-021-04242-3

ارائه شده توسط Champalimaud Center for the Unknown

نقل قول: نورون‌های موجود در قشر بویایی به مکان‌ها بو می‌دهند (2021، 22 دسامبر) در 22 دسامبر 2021 از https://medicalxpress.com/news/2021-12-neurons-olfactory-cortex-link.html بازیابی شده است.

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.