Картирование нейронной цепи врожденных ответов на запахи

Отображение нейронной цепи врожденных ответов на запахи
                Два пунктирных пути представляют два набора нейронов в мозге мухи, которые обеспечивают отрицательный ответ на углекислый газ. Кредит: Джил Коста

Команда неврологов из Центра неизвестных в Чампалимо (CCU) в Лиссабоне (Португалия) провела одно из первых исследований центральных нервных цепей (или более высоких областей мозга), которые лежат в основе врожденных реакций на запахи. Их результаты, некоторые из которых являются неожиданными, были опубликованы в журнале PLoS Biology.
                                                                                       

Мария Луиза Васконселос, главный исследователь Лаборатории поведения врожденных в CCU, и ее соавторы — постдок Нелия Варела, доктор философии. студент Мигель Гаспар и техник-исследователь Софи Диас — подошли к вопросу с помощью плодовых мух, чья обонятельная система очень похожа на таковую у позвоночных. В мозге мухи структура, называемая боковым рогом (LH), получает вход от доли усиков, которая, в свою очередь, получает вход от нейронов обонятельного рецептора, которые расположены в антеннах — носу мухи «, — говорит Васконселос. LH считается участвовать во врожденных реакциях на запахи.

Было показано, что связь от доли антенны до LH очень похожа от мухи к другому: «Связь LH очень стереотипна с точки зрения количества соединений и способа их ответвления», объясняет Васконселос.

Теперь ученые хотели непосредственно изучить функцию ЛГ. В частности, они спросили, какие нейроны в ЛГ мухи были ответственны за отвращение врожденного насекомого к запаху углекислого газа (CO2). «Мы не знаем, почему CO2 является таким неприятным запахом, — отмечает Васконселос, — но одной из причин может быть то, что стрессовые мухи выделяют CO2».

Используя генетические инструменты, команда получила 32 линии управляемых мух. В каждой строке один конкретный тип нейрона в ЛГ был отключен или отключен.

Чтобы проверить влияние различных глушителей нейронов на поведенческий отклик на CO2, они затем помещают мух из каждой линии в так называемый T-лабиринт (в основном, коридор, который разветвляется слева и справа на одном конце ), и выпустил CO2 в одну из ветвей и воздух в другую. Обычно муха всегда выбирает следовать за веткой, содержащей воздух, против ветки с CO2. Поэтому, если глушение данной группы нейронов отменяет отвращение к CO2, это означало, что эти конкретные нейроны были необходимы, чтобы вызвать отрицательный ответ на газ.

«Мы нашли две разные линии мух, которые потеряли это отвращение», — говорит Васконселос. Первый сюрприз: они ожидали не нейронов. Второй сюрприз: эти два типа нейронов специфически реагируют на CO2. «Это было неожиданно», — говорит Васконселос. «Мы думали, что их молчание приведет к потере неприятного обонятельного поведения в целом, но когда мы проверяли другие запахи, мы не обнаружили изменений в отвращающем поведении мух по сравнению с другими запахами. Мы также проверили эти нейроны в отношении привлекательных запахов и, опять же, мы не увидели никаких изменений, когда их заставили замолчать «. Другими словами, в этих экспериментах были обнаружены два независимых набора нейронов, которые необходимы для того, чтобы выявить отрицательный ответ конкретно на CO2.

Это один из главных результатов исследования, добавляет она. Другой заключается в том, что один из двух идентифицированных ими типов нейронов имел только локальные связи с ЛГ, а другой также проецировал свои связи из ЛГ.

Чтобы определить, в каком направлении передавалась обонятельная информация от одного типа нейрона к другому, они провели другой набор экспериментов: они инактивировали один из двух типов, одновременно регистрируя нейронную активность другого типа. , Для этого они использовали оптогенетику, технологию, которая позволяет включать и выключать определенные нейроны по желанию с помощью лазера.

Они пришли к выводу, что поток обонятельной информации от антенн сначала обрабатывался нейронами, которые проецировались из ЛГ, а затем локально связанными нейронами. При этом они получили первый «снимок» нервного контура, лежащего в основе отрицательного отклика на CO2.

Также важно, что нейроны, принадлежащие к группе, которая выступает из ЛГ, иннервируют структуру мозга мухи, SIP (улучшенный промежуточный протоцеребрум), «который, как считается, координирует изученные и врожденные реакции», говорит Васконселос.

Васконселос полагает, что это исследование функции ЛГ может послужить руководством для дальнейших исследований нервных основ обонятельных реакций. Как и в случае с CO2, в LH могут быть другие нейроны, селективные по запаху, а не просто нейроны, которые отличают неприятный запах от привлекательного.

«В левой части плодовой мухи 1300 нейронов, что очень много для мухи. Все гораздо сложнее, чем ожидалось», — заключает она ./p>

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *