Elektrofyziologické reprezentace identity pachů Studie 2

Čichové vnímání závisí na schopnosti mozku extrahovat a reprezentovat různé vlastnosti pachového podnětu.

Například intenzita a identita jsou základní vlastnosti čichového vjemu, které musí být zakódovány odděleně pro přesné vnímání; stejný pach lze zaznamenat v různých intenzitách. Porozumění nervovým reprezentacím čichových percepčních vlastností je zásadní pro pochopení čichového systému, nicméně nervové koreláty intenzity a identity pachů jsou v lidském mozku málo pochopeny.

Obor čichu typicky používá chemii jako zástupný ukazatel vnímání a zaměřuje se na manipulaci fyzikálních vlastností podnětu k hledání nervových korelátů. Například chemická koncentrace a molekulární identita jsou typicky používány jako zástupné ukazatele intenzity a identity pachu. Avšak svět, který zvířata vnímají, není úplným zobrazením fyzické reality; je produktem konkrétních smyslových systémů, které každý druh získal v průběhu evoluce. Abychom pochopili, jak mozek vytváří reprezentace percepčních vlastností pachů, musíme identifikovat vztahy mezi vlastnostmi nervových odpovědí a percepčními hodnoceními.

Zatímco nové behaviorální paradigmy u hlodavců mohou poskytnout dobré odhady percepčního hodnocení různých vlastností pachů (intenzita, identita), lidé mohou přímo poskytovat percepční hodnocení různých vlastností pachu. Proto je lidská práce nezbytná pro úplné pochopení čichového vnímání.

Chybějící spojení mezi nervovými signaturami a percepčními vlastnostmi pachu je kritickou mezerou v našem chápání kódování pachů. Zde zkombinujeme lidské intrakraniální záznamy – včetně přímých nervových záznamů z lidského čichového kortexu – se simultánním podáváním přesně kontrolovaných pachů různé intenzity/identity a pokus od pokusu sbíráním psychofyzikálních hodnocení, abychom pochopili, jak jsou pachy reprezentovány v lidském mozku. Přesná čichová psychofyzikální hodnocení jsou kritickou součástí našeho návrhu. Proto budeme spolupracovat s předními odborníky na lidskou psychofyziku v Monel Chemical Senses Center, Dr. Pamelou Daltonovou a Dr. Joelem Mainlandem. Jako spoluřešitelé tohoto grantu jejich odbornost v lidské psychofyzice spojíme s odborností mé laboratoře v lidské čichové elektrofyziologii, abychom oboru poskytli porozumění mapování mezi čichovým vnímáním a nervovými kódy v lidském mozku. K identifikaci nervové reprezentace identity pachu je nutné oddělit molekulární strukturu od percepční identity/podobnosti.

Zda čichový systém používá schéma kódování, ve kterém je podobnost mezi nervovými vlastnostmi systematicky spojena s percepční podobností, není známo. Experimenty pro tento cíl získají percepční odpovědi při manipulaci s percepční podobností. V Experimentu 1A budeme zkoumat vlastnosti nervových odpovědí během přirozeného chování volného pojmenovávání pachů. V Experimentu 1B budeme manipulovat s percepční podobností pomocí pachových metamerů a na každém pokusu budeme sbírat percepční a nervová data. Předběžná data naznačují, že nejranější, vysokofrekvenční složky odpovědi piriformního kortexu mohou optimálně dekódovat percepční identitu.