为什么科学家训练蝗虫识别气味

为了更多地了解大脑如何同时处理多种气味,科学家们训练蝗虫应对特定的气味。

气味粉扑后几秒钟蝗虫得到一片草作为奖励,作为巴甫洛夫条件的一种形式。当他们预测奖励时,他们打开手掌或靠近口器的手指状突起而不是流涎。他们的反应不到一半。照片来源:LynetteSchimming/Flickr

蝗虫有一个相对简单的感觉系统,非常适合研究大脑活动。

华盛顿大学工程应用科学学院的BaraniRaman在圣路易斯,发现气味促使大脑中的神经活动使蝗虫正确识别刺激,即使存在其他气味。

如何训练蝗虫

团队使用计算机控制的气动泵对蝗虫施加气味,其天线中有嗅觉受体神经元,类似于我们鼻子中的感觉神经元。

气味喷射后几秒钟,蝗虫被给予一块草作为奖励,作为巴甫洛夫条件的一种形式。与巴甫洛夫的狗一样,当它听到铃声响起时,受过训练的蝗虫会在用于训练的气味传递时获得奖励。

他们打开手掌或手指状突起而不是垂涎欲滴。当他们预测奖励时,对口器。他们的反应不到半秒钟。

蝗虫可以识别受过训练的气味,即使在目标提示之前引入另一种意图分散它们的气味。

“我们是期待这一结果,但它的速度令人惊讶,“生物医学工程助理教授拉曼说。“蝗虫的大脑只用了几百毫秒就开始追踪周围引入的新气味。蝗虫正以极快的速度处理化学信号。“

”我们选择的气味中有一些有趣的线索,“拉曼说。“香叶醇,闻起来像我们的玫瑰,是蝗虫的引诱剂,但柠檬醛,闻起来像柠檬,对我们来说是一种驱逐剂。这有助于@Anson@SEO@我们确定气味处理中常见的原则。

拉曼花了十年的时间学习人脑和嗅觉系统如何处理气味和气味信号。他的研究可能会产生一种非侵入性化学传感装置,它从生物嗅觉系统中获取灵感。这种装置可以用于国土安全应用中以检测挥发性化学物质,也可用于医学诊断以测试血液中的酒精含量。

本研究是关于嗅觉计算原理的系列研究中的第一篇,拉曼说拉布尔说:“有一种前瞻性线索可以告诉大脑在环境中存在捕食者,并且必须预测接下来会发生什么。”“我们想确定进行这些预测需要做哪些计算。”

结果发表于NatureNeuroscience。

ViaFuturity.org

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