外围嗅觉编码中受体的广泛调制 | 脑海Yeah

本文来源于“复旦大学脑科学转化研究院”已授权转载
不去刻意留心的话 , 嗅觉在我们生活中的存在感并不是太高 。
让我们来回忆一下 , 每天出门之前 , 你会看看今天的穿搭好不好看 , 看看窗外的天气是否晴朗 , 除非你打算去和谁来一场约会 , 或者是什么香水爱好者之类的 , 能够去注意自己今天好不好闻的人还是不多的 , 更别说闻一闻今天的空气是否潮湿了 。 毕竟我们也不是什么小老鼠 。 闻一闻空气是否潮湿?别闹了 , 2021年了 , 谁手机上还没有个显示湿度和降水的app呀?
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谈论嗅觉时我们经常会想到啮齿类动物
视觉系统帮助我们获取了生活中大约90%的信息量 , 剩下的10%还要被味觉、听觉、触觉这些感官再瓜分一次 , 所以剩下的分给嗅觉的能有多少 , 谁会在意?除了感冒鼻子堵住的时候 , 你可能会抱怨上几句''今天的饭闻起来都不香了'' , 但是似乎也就仅限于此了 , 似乎也不会再给生活造成更大的麻烦了 。
哦 , 如果你和我一样也得经常在实验室里工作的话 , 可能偶尔还得抱怨几句每天从实验室回来后那难闻的橡胶手套的气味赖在手上根本就洗不掉 。
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橡胶手套虽然难闻但也是努力工作的证明
等等?我是不是用了“橡胶手套的气味”这样的描述?好的 , 现在我突然能想起来了 , 当我们使用嗅觉的时候 , 都会说些什么 。
具体一点的我们会说“草莓的香气” , “玫瑰的芬芳”以及“路边放了孜然粉的烤羊肉的香味”(好吧 , 我承认烤羊肉和玫瑰还有草莓不应该出现在同一个并列结构里 , 太不和谐了 , 但是你得承认烤羊肉真的很香尤其是配上孜然粉而我在码字的时候确实挺饿的 。 );抽象一点的我们会说“夏天的气息” , “雨水的味道”;会在描写战争的小说中读到“硝烟与金属的味道”;会在紧张的环境下不由自主的感觉到“危险的气息” 。
虽然视觉系统高调地拿走了90%的信息 , 眼球也经常被用作“人体精妙结构”的例子 , 但是我们依旧使用嗅觉定义和辨别着许多东西 , 并且能够拥有气味这个属性的物品还十分广泛 , 从具体到抽象 , 你都能使用“xx的气味”这样的表述 。
我们知道可见光的波段在400~760nm之间 , 还能进一步为红橙黄绿青蓝紫全都给出更详细的波段定义 , 可争论一个颜色是红色还是紫色 , 是蓝色还是绿色的事情还是时常发生 , 更别说网上时不时出现的视觉欺骗测试图 。 但是即使你根本不知道到底什么化学物质在刺激你的嗅觉感受神经元(olfactorysensoryneurons,OSNs) , 也难得碰到有人闻着橙子的味道硬说是香蕉 。 嗅觉似乎更牢固一些 。
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图中这只鸟算蓝色还是绿色呢?
辨别气味比辨别颜色更加依靠本能和直觉 。 当你说“苹果的红色”时 , 不同的人可能会想到不同的红色 , 但是你说“苹果的香味”时 , 大概是同一种香味 。 在这个层面上 , 我们的鼻子倒是挺统一和谐的 。
为什么会有这样的差异呢?那我们就得研究一下OSN被气味分子刺激时 , 到底都做出什么反应了 。
使用最直觉的方式去思考 , 我们可能会认为OSN接收到气味分子时是这样工作的 。 如下图(图1)所示 , 假设x气味分子激活R1~R4这四个嗅觉感受细胞 , Y分子激活R3~R6这四个嗅觉感受细胞 , 那么当我们同时闻到X与Y两种气味分子时 , 被激活的应该就是R1~R6这6个神经元 。 但是现在问题出现了 , 如果以这种方式进行编码 , X+Y和X+Y+Z之间的差异无法被嗅觉辨别出来 , 因为他们都激活R1~R6六个细胞 。