Лабораторные мыши определяют запахи по задержке сигнала, поступающего в мозг
Лабораторные мыши определяют запахи не только по сигналу обонятельных рецепторов носа, но и по задержке сигнала, поступающего в мозг из этих нервных клеток, заявляют американские биологи в статье, опубликованной в журнале Nature.
Мозг современных млекопитающих распознает не только силу и длительность сигнала, но и задержку между своим «запросом» и «ответом» других отделов мозга или периферийных нервов. Считается, что задержка сигнала играет важную роль в работе центра обоняния млекопитающих, однако это предположение еще не было подтверждено на практике.
Выходец из России Дмитрий Ринберг из Медицинского института имени Говарда Хьюза в городе Эшберн (США) и его коллеги подтвердили истинность этой теории на практике, изучая систему взаимосвязей между нейронами мозга и рецепторами в обонятельном эпителии грызунов.
Авторы статьи вывели популяцию трансгенных мышей, обонятельные рецепторы которых реагировали не только на запахи, но и на лучи желтого света. Биологи ввели в их нос специальный световод, который активировал отдельные нервные клетки по желанию ученых. Для проверки ученые подключили такие же устройства к нервным клеткам дикий мышей из контрольной популяции.
Ринберг и его коллеги научили мышей реагировать на реальные запахи - грызун должен был лизнуть кнопку в тот момент, когда он почувствует запах, чтобы получить порцию воды. В среднем, животные освоили эту игру за 4 попытки, и с высокой долей успеха - более 90% - верно определяли наличие запаха.
Затем ученые перешли к оценке «мнимых» запахов, которые возникали благодаря реакции нервных клеток на облучение светом. Реакция мышей на свет по сути не отличалась от реакции на настоящие запахи, тогда как дикие животные из контрольной популяции не реагировали на освещение их обонятельного эпителия.
Биологи изучили, смогут ли трансгенные мыши различать импульсы, поступающие в центр обоняния с задержками разной длины – от 5 до 100 миллисекунд. Оказалось, что мыши хорошо различают сигналы, поступающие с перерывами в 50 миллисекунд и более, и достаточно неплохо - с задержкой в 25 миллисекунд. Некоторые подопечные Ринберга и его коллег смогли побить отметку в 10 миллисекунд, что в десятки раз меньше того времени, которое требуется носу грызуна для вдыхания новой порции воздуха.
Это подтолкнуло ученых изучить активность нейронов во время стимулирования светом и построить график задержек между появлением раздражителя и физической реакцией грызуна. Оказалось, что амплитуда сигнала и количество импульсов после начала «вдоха» кодируют время задержки между вдохом и «поимкой» запаха рецепторами обонятельного эпителия.
Таким образом, мыши могут воспринимать две одинаковых летучих молекулы, считанных в разное время и в разных частях их носа, как два абсолютно разных раздражителя.
Ученые отмечают, что такая изощренная система распознавания ароматов по всей видимости является избыточной. С другой стороны, нельзя исключать, что она может помогать грызунам улавливать изменения силы запаха, благодаря чему они быстро найдут его источник.
.article_link {z-index:100;margin-bottom:-2px;} .hdr_box {height:90px;} .hdr_box p{font-size:1em;} .hdr_box a{text-decoration:none!important;}
Новости партнёров