人間の脳における匂いの電気生理学的表現研究 1

嗅覚の知覚は、匂い刺激のさまざまな特徴を抽出して表現する脳の能力に依存しています。 たとえば、強度と同一性は嗅覚の基本的な特徴であり、正確に知覚するには個別にエンコードする必要があります。同じ臭気でも強さが異なると発生することがあります。 嗅覚の知覚特徴の神経表現を理解することは嗅覚システムを理解するための基礎ですが、匂いの強度と匂いの同一性の神経相関は人間の脳ではほとんど理解されていません。

嗅覚の分野では通常、化学を知覚の代用として使用し、刺激の物理的特性を操作して神経相関を探すことに重点を置いています。 たとえば、化学物質の濃度と分子の同一性は、通常、臭気の強度と同一性の代用として使用されます。 ただし、動物が認識する世界は物理的現実を完全に表現したものではありません。それは、それぞれの種が進化の過程で獲得した特定の感覚システムの産物です。 脳が匂いの知覚的特徴の表現をどのように形成するかを理解するには、神経反応の特徴と知覚評価の間の関係を特定する必要があります。 げっ歯類の新しい行動パラダイムは、匂いのさまざまな特徴（強度、同一性）の知覚評価の適切な推定値を提供できますが、人間は、匂いのさまざまな特徴の知覚評価を直接提供できます。 したがって、嗅覚を完全に理解するには人間の作業が必要です。

神経署名と匂いの知覚特性との間のミッシングリンクは、匂いコーディングの理解における重大なギャップです。 ここでは、人間の嗅覚皮質からの直接神経記録を含む人間の頭蓋内記録を、さまざまな強度/アイデンティティの正確に制御された匂いの同時配信と、精神物理学的評価の試行ごとの収集と組み合わせて、匂いが人間の脳内でどのように表現されるかを理解します。 。

正確な嗅覚心理物理学的評価は、私たちの提案の重要な部分です。 したがって、私たちはモネル化学感覚センターの人間の精神物理学の第一人者であるパメラ・ダルトン博士とジョエル・メインランド博士と協力していきます。 この助成金の共同研究者として、人間の精神物理学における彼らの専門知識と、私の研究室の人間の嗅覚電気生理学の専門知識を組み合わせて、人間の脳における嗅覚と神経コードの間のマッピングの理解をこの分野に提供します。

目的 1: 人間の梨状皮質における臭気強度の表現を調査する。 知覚された臭気強度の神経表現を特定するには、知覚された強度から刺激濃度を分離する必要があります。 この目的のための実験では、2 つの相補的なアプローチを使用して濃度から独立して強度を操作しながら、人間の知覚反応を測定します。 実験 1A では、異なる濃度の匂い全体で知覚された強度を照合し、刺激の種類や濃度に依存しない強度の神経表現を特定できるようにします。 実験 1B では、適応を使用して、一定の臭気刺激に対して異なる知覚強度の条件を作成します。 同じ質問にさまざまな角度からアプローチすることで、調査結果の堅牢性が強化されます。 予備データは、梨状神経反応の時間的特徴が匂いの強度を表す可能性を示唆しています。