У млекопитающих обоняние начинается с обнаружения запахов рецепторами на концах специальных клеток, называемых обонятельными сенсорными нейронами, в носу. Каждый из этих нейронов имеет только один тип рецептора из большого репертуара, который зависит от вида: у людей около 400 типов, а у мышей – около 1000.
Хотя известно, что обработка сенсорной информации мозгом важна для распознавания и синтеза запахов, о процессах, происходящих там, где запахи впервые обнаруживаются в носу, известно относительно мало.
Используя недавно разработанные методы высокочувствительной регистрации реакции рецепторов в носу живых мышей, исследовательская группа под руководством Такеши Имаи, профессора Высшей школы медицинских наук Университета Кюсю, опубликовала в Cell Reports более глубокое понимание. о том, как нейроны в носу реагируют на запахи и их смеси.
«Ранее считалось, что каждый запах« активирует »определенный набор рецепторов, и что реакция нейронов в носу на смеси запахов представляет собой простую сумму ответов на каждый компонент, но теперь у нас есть доказательства на мышах, что это это не так », – говорит Сигенори Инагаки, ведущий автор статьи.
Изучая мышей, которые были генетически модифицированы так, чтобы их нейроны излучали зеленый свет в зависимости от количества ионов кальция в них – индикатора активности – при поглощении возбуждающего света, исследователи смогли чувствительно записать реакцию нейронов в носы мышей с помощью двухфотонного микроскопа.
Основываясь на этих записях, команда Имаи обнаружила, что запахи могут не только активировать, но и подавлять реакцию нейронов в носу мышей, что указывает на то, что сложные взаимодействия происходят задолго до того, как сигналы достигают обонятельной луковицы или мозга для дополнительной обработки. Более того, их эксперименты показали, что смешение запахов часто приводит к усилению реакции за счет синергизма, особенно когда они находятся в относительно низких концентрациях, или к подавлению реакции через антагонизм, особенно когда они находятся в высоких концентрациях.
Процессы подавления и усиления, выявленные в этом исследовании, могут объяснить, почему смеси запахов вызывают очень разные результаты восприятия их компонентов, и такое понимание может помочь в разработке методов рационального оформления обонятельных ощущений, от приятных гармоничных запахов до дезодорантов.
«Эти результаты показывают, что наше восприятие запахов настраивается с того самого момента, как они обнаруживаются в носу», – объясняет Имаи. "Возможно, эти результаты могут объяснить, как добавление небольшого количества запаха может иметь такое сильное влияние на воспринимаемый аромат или как различные виды молекул запаха в бокале вина создают прекрасную гармонию."