神经科学的嗅觉发展
六月的最后一周迎来了 2024 年国际嗅觉和味觉研讨会（ISOT），它被誉为该领域全球规模最大的会议。科学家、行业专家和受训人员齐聚一堂，共同探讨新趋势，以下是嗅觉专家对最新嗅觉发现的评论。
特写图片（改编自 Parnas 等人 (2024)，©2024 Elsevier B.V.版权所有。保留所有权利。）展示了蜜蜂触角叶神经元（ALN）反应对人工合成人类肺癌气息与人工合成健康气息的区分。A) 气味传递和神经记录装置。B) 六种挥发性有机化合物表。C) 具有代表性的 ALN 记录的神经电压响应。D) 均方根滤波。E) 成对距离图。
利用蜜蜂嗅觉神经回路作为新型气体传感器，精确检测特定人类肺癌生物标志物和细胞系
众所周知，蜜蜂拥有特别灵敏的嗅觉系统，能够可靠地检测化学物质、气味和气味混合物。利用这种影响深远的能力，Parnas et al. (2024) 测试了蜜蜂的神经回路能否检测出肺癌生物标志物。
为此，他们混合了不同浓度的人类肺癌挥发性生物标志物，制造出 "合成肺癌 "和 "合成健康 "的人类呼吸。使用 220A 嗅觉仪将这些混合物精确地输送到蜜蜂天线。通过传递非小细胞肺癌（NSCLC）和小细胞肺癌（SCLC）细胞培养物的气味进行了进一步验证。值得注意的是，蜜蜂大脑的体内神经记录显示，触角叶神经元对生物标志物混合物和细胞培养样本的反应具有不同的尖峰响应动态。这些发现突显了蜜蜂的嗅觉系统如何被用作检测人类肺癌的灵敏生物气体传感器，并有可能改善该领域的诊断。
梨状皮层中的内源性大麻素调节嗅觉感知
内源性大麻素系统（ECS）是一种神经调节系统，由大麻素受体、内源性大麻素（通常称为内源性大麻素）和内源性大麻素酶组成。具体来说，内源性大麻素是一种基于脂质的神经递质，与体内的大麻素受体结合，参与一系列生理过程，如情绪、记忆、痛觉和食欲。虽然对 ECS 进行了广泛的研究，但它如何影响大脑嗅觉梨状皮层（aPC）区域的感觉处理仍不清楚。
因此， Terral et al. (2024) 试图探索 aPC 中的大麻素-1 型受体（CB1R）如何影响嗅觉感知。研究人员给植入 aPC 探针的自由活动小鼠注射了 CB1R 拮抗剂 Rimonabant。随后，在有气味的情况下进行了纤维光度测定实验，这些气味由 220A 嗅觉仪提供，并通过 200B miniPID 进行了验证。经分析发现，利莫那班增加了γ振荡，减少了aPC中的同步群体事件，从而降低了对气味的敏感性。这些研究结果表明，aPC区域的内源性大麻素能有效调节神经对气味的处理和感知。
解除嗅觉皮层中外部和自身产生的感觉反应之间联系的机械感觉反馈
嗅觉研究的一个有趣领域是气味吸入速度、浓度和感知之间的关系。众所周知，嗅闻速度越快，二尖瓣/三尖瓣（MT）神经元的气味反应幅度就越大，但无论吸入速度如何，人类和啮齿动物都能有效区分气味的浓度。为了了解这一点，Dehaqani et al. (2024) 研究了嗅觉如何影响清醒、头部固定的小鼠梨状皮层（PCx）对气味的感知。
他们使用 Neuropixels 1.0 探头记录了对不同浓度气味的吸入反应。使用定制的 Arduino 控制嗅觉仪传递气味，并使用 200B miniPID 进行验证。通过监测，他们发现 PCx 活动有效地编码了每次吸气的阶段和速度，PCx 神经元编码了鼻腔中的吸入气流速率。重要的是，吸气时的机械感觉反应与神经元内部和神经元之间的嗅觉反应无关。因此，研究发现大脑皮层可通过调整皮层活动模式来适应不同的吸入速度和浓度变化。这些结果最终证明了 PCx 如何确保可靠的气味感知，即使在吸入速度发生变化时也是如此。
结论
嗅觉研究领域包含多种技术、模型和应用。Parnas et al. (2024) 、 Terral et al. (2024) 和 Dehaqani et al. (2024) 的这些研究为新型生物传感器提供了概念验证，并描述了梨状皮层对气味的感知，从而强调了嗅觉研究的广泛贡献。这些新见解对创新技术的发展和我们对认知功能的理解具有深远的影响。
