Làm thế nào mà não có thể phân biệt tốt với những mùi có hại?

Cho dù mùi dễ chịu hay kinh tởm đối với cơ thể không chỉ là vấn đề vị giác. Thông thường sinh vật sống sót phụ thuộc vào khả năng phân biệt đối xử vì mùi thơm có thể cung cấp thông tin quan trọng về nguồn thực phẩm, vị trí trứng hoặc phù hợp với bạn tình.

Chất lượng và cường độ của mùi 

Tuy nhiên, nguồn mùi cũng có thể là dấu hiệu nguy hiểm chết người. Các nhà khoa học thuộc Viện nghiên cứu Sinh học Hoá học Max Planck ở Jena, Đức, đã phát hiện ra rằng trong ruồi giấm, chất lượng và cường độ của mùi có thể được ánh xạ trong cái gọi là sườn bên. Họ đã tạo ra một bản đồ không gian của hệ thống xử lý khứu giác này trong não ruồi và cho thấy sừng bên có thể được tách ra thành ba lĩnh vực hoạt động, mỗi loại này đại diện cho một loại mùi. Các thể loại là tốt so với xấu, Cũng như mùi yếu so với mạnh mẽ. Những phân loại này có ảnh hưởng trực tiếp đến hành vi của ruồi, cho thấy rằng chức năng của sừng bên là tương tự như của amygdala trong bộ não của động vật có xương sống. Hạt amidan đóng một vai trò quan trọng trong việc đánh giá cảm giác cảm giác và những nguy hiểm và sừng bên cạnh cũng có thể.

Để tồn tại, sinh vật phải có khả năng nhận biết thông tin trong môi trường của chúng và để thích ứng với hành vi của chúng. Động vật sử dụng các giác quan của chúng, như thị giác và khứu giác, để nhận thức các dấu hiệu hoặc mùi hôi trong môi trường xung quanh và để xử lý và đánh giá thông tin được gửi qua những giác quan này đến não của chúng. Họ phải có khả năng nói tốt từ những mùi hôi. Mùi thơm tốt là những dấu hiệu quan trọng khi động vật tìm kiếm thức ăn hoặc người bạn đời giao phối. Côn trùng cái cũng sử dụng tín hiệu khứu giác để chọn vị trí oviposition tốt. Mùi hôi, mặt khác, có thể báo hiệu nguy hiểm, ví dụ, thực phẩm thối và độc hại.

Phương pháp hình ảnh chức năng hiện đại cho thấy những nhận thức cảm quan này gây ra một số mô hình phản ứng trong não: Tùy thuộc vào thông tin đã được xử lý, các vùng não cụ thể được kích hoạt. Nếu mùi được đánh giá là dễ chịu hoặc kinh tởm, phương pháp phân loại này được gọi là "giá trị hedon". Các nghiên cứu về ruồi giấm cho thấy các đặc điểm của mùi có thể được mô tả theo thang lượng giá trị hưng phấn và kích thích mùi hương ở vùng cao hơn của não, cụ thể là sừng bên. Tùy thuộc vào việc mùi được phân loại là tốt hay xấu, mạnh hay yếu, hoạt động của não có thể được nhìn thấy trong những vùng tách biệt không gian của sừng bên.

"Chúng tôi rất ngạc nhiên khi thấy rằng sừng bên cạnh, là một vùng não lớn như thùy antennal (ví dụ như khứu giác của côn trùng), có thể được tách thành ba lĩnh vực hoạt động, trong khi thùy antennal bao gồm khoảng 50 chức năng Đơn vị ", Silke Sachse, người đứng đầu nhóm nghiên cứu BMBF, đã tóm tắt. Kết quả của chúng tôi cho thấy bộ não cao cấp đại diện cho các loại mùi hôi, ví dụ mùi vị tốt và xấu, chứ không phải là nhận dạng của mùi, được biểu hiện ở giai đoạn chế biến thấp hơn như ăng-ten và thùy antennal.

Giống như nhiều mạng cảm giác khác, mạch khứu giác của bay chứa những con đường khác biệt không gian đến não cao hơn bao gồm các tế bào thần kinh chiếu xạ kích thích và ức chế. Các tế bào thần kinh chiếu là các tế bào thần kinh truyền các tín hiệu cảm giác đến các vùng khác trong hệ thần kinh. Đáng chú ý, các dự báo ức chế, được kiểm tra trong nghiên cứu này, truyền tải thông tin khứu giác từ thùy antennal, trung tâm xử lý đầu tiên, tới sừng bên cạnh và bỏ qua cơ thể nấm, là trung tâm học tập và trí nhớ. Các neuron hình chiếu ức chế có thể được chia thành hai nhóm hình thái: tập hợp con đầu tiên xử lý thông tin về việc liệu mùi có hấp dẫn hay ghê tởm, và tập hợp con thứ hai xử lý thông tin về cường độ mùi. Để kiểm tra chức năng của các neuron này,

"Thật thú vị, chúng tôi quan sát thấy rằng những con ruồi không gây ra mùi gì nữa nhưng đột nhiên tránh những mùi thơm hấp dẫn như dấm balsamic vì vậy chúng tôi kết luận rằng các neuron chiếu ức chế làm trung gian thu hút mùi và do đó cho phép ruồi tìm nguồn thực phẩm của nó Hoặc vị trí đặt trứng, "Silke Sachse giải thích. Hơn nữa, các nhà khoa học đã có thể xác định neuron bậc cao ở sườn bên cạnh, nghĩa là các nơ-ron độc nhất biểu hiện các mùi khó chịu. Các nơ-ron này liên kết với các tế bào thần kinh chiếu ức chế qua các khớp thần kinh.

Các nhà nghiên cứu tin rằng chức năng của sừng bên trong ruồi giấm có thể được so sánh với hạt nhân của amygdala - hai hạt nhân hình quả hạnh - trong não của động vật có xương sống. Ở người, hạch hạnh nhân đóng một vai trò chính trong việc đánh giá cảm xúc tình huống và đánh giá rủi ro. Nếu hạch hạnh nhân bị hư hại, con người không thể hiện sự sợ hãi hoặc hiếu chiến. Tuy nhiên, các tổn thương ở hạch hạnh nhân cũng ngăn cản các phản ứng bay hoặc phòng vệ quan trọng được kích hoạt. Các nhà khoa học giả thiết rằng sự hư hại của sừng bên cạnh có thể có những ảnh hưởng tương tự đối với ruồi giấm. Tuy nhiên, giả thiết này cho đến nay là suy đoán bởi vì sườn bên cạnh không thể bị vô hiệu hóa một cách có chọn lọc.

Trong nghiên cứu của họ, các nhà nghiên cứu Max Planck xác định sừng bên cạnh là trung tâm xử lý thông tin mùi kích thích hành vi hướng dẫn mùi. Mùi vị tốt và xấu được giải mã không gian ở các vùng khác nhau của sườn bên. Cần thêm những thí nghiệm nữa để tìm hiểu xem bản đồ không gian này cuối cùng đã chuyển thành quyết định hành động của côn trùng. Các nhà khoa học hiện đang trong quá trình xác định các neuron bậc cao ở sườn bên để hoàn thiện mạch khứu giác từ ngoại vi tới trung tâm não, nơi mà quyết định diễn ra dẫn đến hành vi hướng dẫn mùi có chủ đích [AO / SS]

Nguồn truyện:

Vật liệu được cung cấp bởi Viện Sinh thái hóa học Max Planck . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho phong cách và chiều dài.