Hajujen sähköfysiologiset esitykset ihmisaivoissa -tutkimus 1

Hajuhavainto perustuu aivojen kykyyn erottaa ja edustaa hajuärsykkeen eri ominaisuuksia. Esimerkiksi intensiteetti ja identiteetti ovat hajuaistin peruspiirteitä, jotka on koodattava erikseen tarkan havainnon varmistamiseksi; Sama haju voi kohdata eri vahvuuksilla. Hajuaistin piirteiden hermoesitysten ymmärtäminen on olennaista hajujärjestelmän ymmärtämisessä, mutta hajun intensiteetin ja identiteetin hermokorrelaatteja ymmärretään huonosti ihmisen aivoissa.

Hajutuntemusala käyttää tyypillisesti kemiaa havainnon välityspalvelimena ja keskittyy ärsykkeen fyysisten ominaisuuksien manipulointiin hermokorrelaatioiden etsimiseksi. Esimerkiksi kemiallista konsentraatiota ja molekyyli-identiteettiä käytetään tyypillisesti hajun intensiteetin ja identiteetin vertaajina. Eläinten havaitsema maailma ei kuitenkaan ole täydellinen esitys fyysistä todellisuutta; se on kunkin lajin evoluution aikana hankkimien erityisten aistijärjestelmien tuote. Ymmärtääksemme, kuinka aivot muodostavat esityksiä hajujen havaintoominaisuuksista, meidän on tunnistettava hermovasteiden piirteiden ja havaintoarvojen väliset suhteet. Vaikka uudet käyttäytymisparadigmat jyrsijöillä voivat tarjota hyviä arvioita hajun eri ominaisuuksien (intensiteetti, identiteetti) havaintoarvoista, ihmiset voivat antaa suoraan havaintoarvioita hajun eri ominaisuuksista. Siksi ihmisen työ on välttämätöntä hajuaistin täysin ymmärtämiseksi.

Puuttuva linkki hermosolujen ja hajun havaintoominaisuuksien välillä on kriittinen aukko hajun koodauksen ymmärtämisessä. Tässä yhdistämme ihmisen kallonsisäiset tallenteet - mukaan lukien suorat hermotallenteet ihmisen hajukuoresta - samanaikaisen tarkasti kontrolloitujen hajujen, joiden intensiteetti/identiteetti on vaihteleva, ja psykofyysisten arvioiden koe-kokeilukokoelman kanssa ymmärtääksemme, kuinka hajuja esiintyy ihmisen aivoissa. .

Tarkat hajupsykofyysiset arviot ovat ehdotuksemme tärkeä osa. Siksi työskentelemme Monel Chemical Senses Centerin johtavien ihmisen psykofysiikan asiantuntijoiden, tohtori Pamela Daltonin ja tohtori Joel Mainlandin kanssa. Tämän apurahan yhteistutkijoina heidän asiantuntemuksensa ihmisen psykofysiikasta yhdistetään laboratorioni asiantuntemukseen ihmisen hajuelektrofysiologiassa, jotta ala saa ymmärrystä hajuhavainnon ja ihmisen aivojen hermokoodien välisistä kartoituksista.

Tavoite 1: Tutkia hajun voimakkuuden esityksiä ihmisen piriformisessa aivokuoressa. Havaitun hajun voimakkuuden hermoesityksen tunnistamiseksi on välttämätöntä erottaa ärsykkeen keskittyminen havaitusta intensiteetistä. Tätä tarkoitusta varten tehdyt kokeet mittaavat ihmisen havaintovasteita samalla kun manipuloivat intensiteettiä keskittymisestä riippumatta käyttämällä kahta toisiaan täydentävää lähestymistapaa. Kokeessa 1A sovitamme havaitut intensiteetit eri pitoisuuksilla olevien hajujen välillä, jolloin voimme tunnistaa intensiteetin hermoesityksen, joka on riippumaton ärsykkeen identiteetistä ja keskittymisestä. Kokeessa 1B luomme olosuhteita, joiden koettu intensiteetti on erilainen jatkuville hajuärsykkeille sopeutumisen avulla. Saman kysymyksen lähestyminen eri näkökulmista vahvistaa löydöstemme vankuutta. Alustavat tiedot viittaavat siihen, että piriformisen hermovasteen ajalliset piirteet voivat edustaa hajun voimakkuutta.