通过激活脑细胞产生的合成气味帮助神经科学家了解气味的工作原理 今日看点

(资料图)

当您用感官体验某事时，它会在您的大脑中唤起复杂的活动模式。神经科学的一个重要目标是破译这些神经模式如何驱动感官体验。

例如，巧克力的气味能否由单个脑细胞、同时放电的细胞群或以某种精确的交响乐放电的细胞来代表?这些问题的答案将有助于更广泛地理解我们的大脑如何代表外部世界。它们还对治疗大脑无法代表外部世界的疾病有影响：例如，嗅觉丧失。

为了了解大脑如何驱动感官体验，我和我的同事专注于老鼠的嗅觉。我们直接控制小鼠的神经活动，在其大脑的嗅觉部分产生“合成气味”，以便更多地了解嗅觉的工作原理。

我们最新的实验发现，气味由大脑中非常特定的活动模式来表示。就像旋律的音符一样，细胞以特定的时间以独特的顺序放电，以代表闻到独特气味的感觉。

光投射产生的气味

使用老鼠研究气味对研究人员很有吸引力，因为相关的大脑回路已经被绘制出来，而现代工具允许我们直接操纵这些大脑连接。

我们使用的小鼠经过基因工程改造，因此我们只需将特定波长的光照射到单个脑细胞上即可激活它们——一种称为光遗传学的技术。光遗传学的早期应用涉及通过植入的光纤传输光，让研究人员控制脑细胞的粗糙斑块。最近对光遗传学的使用允许对大脑活动的精确模式进行更复杂的控制。