蟑螂建立嗅觉刺激的空间图以跟踪潜在的配偶
据北海道大学和康斯坦茨大学的研究人员称,雄性蟑螂可以感知到雌性信息素的空间分布,从而找到一个配偶。蟑螂是夜行性的,严重依赖嗅觉来寻找食物和黑暗中的交配伙伴。然而,从气味源发出的羽状物不是光滑的或连续的,并且没有明显的浓度梯度。它们由各种尺寸(> mm)的细丝(气味分子簇)组成,散布着清洁空气区域。
来自北海道大学及其同事的研究人员发现雄性蟑螂能够感知到气味羽状物的精细结构,这要归功于天线和神经回路上精细调节的气味传感器,这些气味传感器将空间信息传递给大脑。利用微电极,研究人员记录了美国雄性蟑螂中信息素敏感的中间神经元的电活动,这些蟑螂将触角叶中产雌性信息素的信号传递到高阶中心。
该小组确定了12个用于感知信息素的关键中间神经元,每个信息素都被调谐为仅接收来自蟑螂天线某一部分的信号。一个神经元的大小很大,并且响应沿着鞭毛的整个长度的刺激。三个具有中等大小的感受野,并从三分之一的鞭毛接收信号。剩下的八个神经元被更精细地调整,仅响应于天线的有限部分上的刺激。重要的是,相邻神经元的感受野中存在大量重叠,这确保了整个鞭毛的完全覆盖。
研究人员还研究了信息素信号如何通过大脑中的嗅觉回路传播。与哺乳动物嗅觉系统一样,对相同种类气味敏感的感觉神经元会聚在称为肾小球的球形结构中。蟑螂中的巨球体(MG)接收来自信息素响应神经元的会聚轴突输入,根据它们在天线中的空间起源被细分为多个层。12个关键神经元精确地利用这个分层图 - 它们的树突(输入部位)根据它们在天线中的接收场占据巨大单体内的不同但部分重叠的层。由这些神经元处理的信号被携带到蘑菇体中的不同区域(涉及空间记忆形成),表明该信号关于信息素的空间信息从天线表面到蘑菇体保持不变。
该团队怀疑蘑菇体中小神经元的组合活动的读出允许蟑螂评估气味细丝的大小和形状。由于灯丝的尺寸和密度根据与光源的距离而不同,因此这些信息可能提供关于光源位于何处的线索。此外,当蟑螂的天线自动移动时,蟑螂可能能够通过气味信号的时间采样产生蘑菇体内气味羽流的刻板图像。
“平铺在天线空间调整的感受野都让人想起那些在视觉系统。因此,映射空间分布的气味会成功驾驭使用气味的重要策略,因为走在丰富障碍物的环境蟑螂有较少的场合是与气味细丝接触,“研究小组的助理教授西野弘说。
推荐内容
-
教你怀孕三个月怎样饮食比较合理及三伏天饮食养生
为了便于大家在孕期做好对应的护理措施,建议女性朋友在孕早期的时候对于孕期健康常识有所了解,清楚孕期的保健措施,并合理安排好日常...
-
超越XX和XY性别决定的非凡复杂性
人类在社会条件下将性和性别视为二元属性。从我们出生的那一刻起 - 甚至在此之前 - 我们被明确地标记为男孩或女孩。然而,科学指向一个
-
组蛋白扫描仪激活无错DNA修复
根据具体情况,DNA损伤会引起DNA修复,可能是邋sc或整洁。例如,在细胞周期的S期和G2期,BRCA1蛋白促进整齐的修复,无错误的同源重组(HR)。
-
心理知识:千万别动新生儿宝宝的青春痘
心理活动是每个人都有的。然而这样一个别人不知道的思想角落,往往容易被他人忽视。所以我们自身必须时刻关注自己的内心需求,不能让自...
-
传说中的“火锅秘笈”靠谱吗?真的假的?
日常生活中我们经常会听到各种各样的坊间流言。然而很少人去求证这些流言的真实性,久而久之就变成了真事。在这里,小编必须提醒大家,...
-
上海新增死亡16例 本土260 4722
上海新增死亡16例 本土260 4722 2022年5月3日0—24时,上海新增本土新冠肺炎确诊病例260和无症状感染者4722例,其中151例确诊病例为既往
-
从女人的子宫中取出南瓜大小的“巨人”纤维
新加坡的医生成功移除了一个重约61磅的所谓巨型子宫肌瘤。据一份新案报道,一名53岁女子腹部(28公斤)。从医学角度来说,当纤维瘤重25磅时,
-
立足国情、人民至上 中国防疫政策彰显中国价值
中新网北京5月19日电(记者 袁秀月)上海16个区全部实现社会面清零目标,吉林疫情进入收尾阶段,河南疫情陆续向好转变,浙江近九成疫情在3
-
4女子为寻刺激半夜开豪车偷菜
4女子为寻刺激半夜开豪车偷菜 澎湃新闻首席记者 葛熔金 浙江台州4名年轻女子凌晨驾驶一辆保时捷轿车前往一片菜地偷菜,被菜地主人发现后