در هر لحظه از روز ما احاطه شده توسط بوی. بو می کنند و خاطرات و یا به سرعت به ما هشدار می دهند که غذا بد رفته است. اما چگونه مغز ما شناسایی بسیاری از مختلف بو? و چگونه به راحتی می تواند به ما در حل کردن مواد از یک مخلوط از بوی? در یک مطالعه جدید در موش ها منتشر شده امروز در علمکلمبیا دانشمندان گرفته اند یک گام مهم به سوی پاسخ دادن به این سوالات و راز نهفته در داخل بینی است.

“از زباله به ادکلن, عطر برخورد ما هر روز در حال متشکل از صدها یا حتی هزاران نفر از فردی بو گفت:” استوارت Firestein, دکترا, کلمبیا استاد علوم زیستی و همکاری نویسنده ارشد از امروز مطالعه است. “صبح خود را در فنجان قهوه می تواند شامل بیش از 800 نوع مختلف از مولکول های بو. اگر چه کارهای زیادی انجام شده است به درک چگونه بینی و مغز با هم کار کنند به شناسایی فردی بو دانشمندان از مدت ها تلاش برای توضیح دهید که چگونه این سیستم کار می کند هنگامی که چند بو را با هم مخلوط هستند.”

با استفاده از برش لبه 3D روش تصویربرداری به نام فرار میکروسکوپ کلمبیا تیم نظارت چگونه هزاران سلول های مختلف در بینی ماوس در پاسخ به متفاوت بو-و مخلوط های آن بوی. آنها دریافتند که اطلاعاتی که بینی می فرستد به مغز در مورد مخلوطی از بوی بیش از مجموع اجزاء آن است.

سلول ها در بینی که تشخیص بوی هر یک از طیف گسترده ای از سنسور های مختلف و یا گیرنده; انسان مثلا تا 400 نوع مختلف از این گیرنده. برای خالص تک بوی, تنها سلول که گیرنده های حساس به بو فعال خواهد شد ارسال یک کد به مغز است که در آن می توانید شناسایی که بوی. اما برای پیچیده تر مخلوط از بوی این کد را تبدیل به طور فزاینده ای پیچیده به تفسیر.

محققان انتظار می رود که سلول های فعال شده توسط مخلوط از بوی خواهد بود معادل آن به اضافه کردن با هم پاسخ به فردی بو. در واقع آنها یافت می شود که در برخی موارد بوی در واقع می تواند تبدیل کردن یک سلول در پاسخ به یکی دیگر از بوی در یک مخلوط; در موارد دیگر اول بو می تواند تقویت سلول پاسخ به یک دوم بو.

اگر چه ما اغلب درک یک بوی مسلط دیگر آن بود که قبلا فرض بر این است که این پردازش رخ داده در مغز است. این نتایج نشان می دهد که سیگنال های فرستاده شده به مغز دریافت شکل توسط این فعل و انفعالات درون بینی.

این تیم داده ها به چالش کشیده دیدگاه سنتی که مغز باعث می شود حس مخلوطی از بوی بدانند همه از اجزاء منحصر به فرد. آن را تایید آنچه perfumers به مدت طولانی شناخته شده است: ترکیب رایحه های مختلف می تواند ایجاد یک تجربه خاص خود را در آن اساسا تبدیل شدن به یک کاملا جدید و بوی است که می تواند به ارائه یک تجربه کاملا متفاوت است.

“ما هیجان زده برای پیدا کردن که این تغییرات در کد های اتفاق افتاده در بینی قبل از سیگنال حتی به مغز” گفت: Lu Xu یک نامزد دکترا در Firestein آزمایشگاه و co-نویسنده اول از امروز مطالعه است. “ما فکر می کنیم که این اثرات می تواند کمک به ما برای تشخیص و شناسایی بسیار بزرگتر طیف وسیعی از بو و مخلوط از یک افزودنی ساده کد می تواند انتقال.”

به فاش کردن این عملکرد داخلی سیستم بویایی محققان مهار قدرت نمایی میکروسکوپ, یک تکنیک توسعه یافته توسط الیزابت هیلمن, دکترا, زاکرمن موسسه محقق اصلی و co-نویسنده ارشد از امروز علم کاغذ. فرار میکروسکوپ ایجاد می کند با سرعت بالا, 3D, تصاویر از بافت زنده در زمان واقعی است. آن نوردد یک زاویه دار ورق نور به عقب و جلو برای ایجاد سرعت بالا فیلم های 3D از زندگی سلول ها و بافت ها در عمل است.

این Firestein و هیلمن labs سفارشی فرار برای روشن کردن و مشاهده بافت های بینی موش. محققان سلولهای عصبی در حیوانات بینی که نشاندار شده با فلورسانس که دیدم زیر میکروسکوپ زمانی که این سلول ها فعال بودند. سپس آنها را در معرض حیوانات’ بافت های بینی به طیف وسیعی از بوی مختلف ترکیبات: یکی با رایحه ای چوبی و دسته گل و از سوی دیگر ترکیبی از بادام و گل و بوی مرکبات.

“فرار ما اجازه میدهد تا به طور همزمان تجزیه و تحلیل فعالیت در هر یک از ده ها هزار نفر از تک سلول های بیش از مدت زمان طولانی” گفت: Wenze Li, دکترا, فوق دکتری پژوهش های دانشمند در هیلمن آزمایشگاه و کاغذ co-نویسنده اول. “با استفاده از میکروسکوپ معمولی ما تنها می تواند تصویر چند صد سلول ها در یک لایه نازک برای یک زمان کوتاه است. فرار ساخته شده این امکان را به تصویر بسیاری از سلول ها در داخل دست نخورده 3D ساختارهای بینی بدون آسیب رساندن به بافت. این ما را قادر به ردیابی هر تلفن پاسخ در طول زمان به یک سری طولانی از بوی متفاوتی ترکیب.”

به روند مقدار بسیار زیاد از داده های جمع آوری شده — بیش از 300 گیگابایت در هر بافت و نمونه — این تیم تا به حال به ساخت خود را قدرتمند پردازش داده های سرور و کار با الگوریتم های توسعه یافته توسط Columbia بخش آمار و سایمونز پایه و اساس است.

برای تقریبا بیست سال عطر و کارشناسان شناخته شده اند که بوی خاصی می توانید از ماسک و یا حتی افزایش دیگران است. امروز با مطالعه محققان کشف یک مکانیسم بالقوه برای این پدیده است.

“نتایج ما نشان داد که عطر و بوی مولکول می تواند هر دو فعال و غیر فعال کردن گیرنده های پوشش بوی دیگر نه غالب آنها اما با تغییر راه سلول های پاسخ به آنها گفت:” دکتر هیلمن که استاد مهندسی پزشکی در دانشگاه کلمبیا دانشکده مهندسی و علوم کاربردی. “این یافته ها در واقع می تواند بسیار مفید باشد برای مثال برای اینکه بهتر fresheners هوا که در واقع جلوگیری از هر گونه ناخواسته بوی.”

“این نتایج نیز هیجان انگیز است زیرا ما انتظار ندارد که این نوع از گیرنده می تواند افزایش و یا سرکوب در این راه” اضافه شده دکتر Firestein. “قادر به تغییر راه یک گیرنده در پاسخ به یک ماده بسیار مهم برای توسعه مواد مخدر. مطالعات ما در بینی در واقع روشن جدید در راه های ممکن برای زیر و بم کردن پاسخ از دیگر انواع سلول که ممکن است درگیر در بیماری است.”

“این مطالعه یک ازدواج واقعی از تخصص های مختلف آزمایشگاه با دولت از هنر و تکنولوژی میکروسکوپ و بزرگ-تجزیه و تحلیل داده ها” اضافه شده دکتر هیلمن که همچنین یک استاد رادیولوژی در دانشگاه کلمبیا را Vagelos کالج پزشکان و جراحان. دکتر هیلمن اعتبارات بودجه و تشویق از NIH مغز ابتکار برای ساخت این موازی علم و فناوری کار ممکن است. “ما کشف چیزی است که تقریبا غیر ممکن است برای دیدن قبل از, از آنجا که ما تا به حال یک راه جدید به آن را ببینید.”

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.detny.im