|
Разгадали главную тайну обоняния
|
|
|
|
Функции органов чувств человека — зрения, обоняния, вкуса, осязания и слуха — удивительно сложны и (для многих органов чувств) хорошо упорядочены. Например, в слуховой коре клетки расположены так, что соседние клетки улавливают похожие частоты. Загляните в зрительную кору, и вы обнаружите, что соседние нейроны улавливают похожие точки в поле вашего зрения. Однако, когда дело доходит до вашего носа, все становится немного более хаотичным — или, по крайней мере, так мы когда-то думали.
|
|
|
|
В двух исследованиях, опубликованных в журнале Cell, группа ученых из США и Канады (во главе с экспертами Гарвардской медицинской школы) обнаружила скрытую упорядоченную структуру обонятельных ощущений, создав первую в мире “карту запахов”. Для создания этой карты ученые использовали одноклеточные клетки. ученые провели секвенирование, чтобы определить, какие рецепторы запаха экспрессируются в нейронах, а затем использовали пространственную транскриптомику, чтобы выяснить, где расположены эти рецепторы.
|
|
|
|
Используя этот метод на 5,5 миллионах нейронов у более чем 300 мышей, они обнаружили, что нейроны расположены горизонтальными полосами от верхней части носа к нижней, в зависимости от того, какой рецептор они экспрессируют. Это большое отличие от предыдущих исследований, которые выявили, что рецепторы организованы в зоны, но утверждали, что они в основном распределены случайным образом внутри этих зон.
|
|
|
|
“Организация информации в пространстве является основным организующим принципом для всех сенсорных систем, и именно это до сих пор делало обоняние очень странным”, - сказал New York Times Сандип Роберт Датта, исследователь из Гарвардского университета и соавтор одной из статей. “Мы в какой-то степени открыли эту давно утраченную карту обоняния”.
|
|
|
|
|
|
|
Эти рецепторы, которые на самом деле являются уникальными белками, находятся в нейронах и реагируют на специфические запахи. В то время как у людей сотни различных типов рецепторов, у других видов их гораздо больше. Например, считается, что у мышей их по меньшей мере 1000.
|
|
|
|
Как сообщает New York Times, исследователи обнаружили дополнительные гены, которые управляют развитием нейронов в носу, и теперь полагают, что, возможно, эти гены изменят экспрессию нейронов в зависимости от их расположения в самом носу. Они обнаружили, что эта карта носовых рецепторов также отражает аналогичное расположение в обонятельной луковице, которая обрабатывает информацию о запахе перед передачей в мозг. Это зеркальное расположение также можно увидеть в том, как топографические карты в мозге (по отношению к другим органам чувств) отражают их рецепторы.
|
|
|
|
“На данный момент, возможно, это самая упорядоченная нервная ткань за всю историю, но нам нужен был такой объем данных, чтобы понять систему”, - сказал Датта в заявлении для прессы. “Мы показываем, что разработчики могут добиться такого успеха, организовав тысячи различных рецепторов запаха в невероятно точную карту, которая согласуется у всех животных”.
|
|
|
|
Несмотря на то, что ученые обнаружили эту скрытую структуру в носу, остается еще много вопросов, в том числе о том, почему определенные рецепторы расположены в соответствующих местах. Возможно, что, подобно нашему слуху и зрению, похожие нейроны обнаруживают сходные химические структуры. Или же нейроны могут быть организованы по принципу приятных запахов против вредных. Но большой результат этого исследования заключается в том, что более глубокое понимание того, как работает обоняние, может помочь ученым лечить состояния, при которых обоняние человека повреждено или полностью исчезает.
|
|
|
|
“Запах оказывает действительно глубокое и всеобъемлющее воздействие на здоровье человека, поэтому его восстановление необходимо не только для удовольствия и безопасности, но и для психологического благополучия”, - сказал Датта в заявлении для прессы. “Без понимания этой схемы мы обречены на неудачу в разработке новых методов лечения”.
|
|
|
|
Источник
|
