Representações eletrofisiológicas do odor no cérebro humano Estudo 1

A percepção olfativa depende da capacidade do cérebro de extrair e representar diferentes características de um estímulo odorífero. Por exemplo, intensidade e identidade são características fundamentais da percepção olfativa que devem ser codificadas separadamente para uma percepção precisa; o mesmo odor pode ser encontrado em intensidades diferentes. Compreender as representações neurais das características perceptivas olfativas é fundamental para a compreensão do sistema olfativo, no entanto, os correlatos neurais da intensidade e identidade do odor são pouco compreendidos no cérebro humano.

O campo do olfato normalmente usa a química como proxy para a percepção e se concentra na manipulação das propriedades físicas de um estímulo para procurar correlatos neurais. Por exemplo, a concentração química e a identidade molecular são normalmente utilizadas como substitutos da intensidade e identidade do odor. Contudo, o mundo que os animais percebem não é uma representação completa da realidade física; é um produto dos sistemas sensoriais particulares que cada espécie adquiriu no curso da evolução. Para compreender como o cérebro forma representações de características perceptivas de odores, devemos identificar relações entre características de respostas neurais e classificações perceptivas. Embora novos paradigmas comportamentais em roedores possam fornecer boas estimativas de classificações perceptivas de diferentes características de odores (intensidade, identidade), os humanos podem fornecer diretamente classificações perceptivas de diferentes características de um odor. Portanto, o trabalho humano é necessário para compreender plenamente a percepção olfativa.

O elo perdido entre as assinaturas neurais e as propriedades perceptivas do odor é uma lacuna crítica na nossa compreensão da codificação do odor. Aqui, combinaremos gravações intracranianas humanas - incluindo gravações neurais diretas do córtex olfativo humano - com entrega simultânea de odores precisamente controlados de intensidade/identidade variadas e coleta de avaliações psicofísicas, tentativa por tentativa, para entender como os odores são representados no cérebro humano. .

Avaliações psicofísicas olfativas precisas são uma parte crítica da nossa proposta. Portanto, trabalharemos com os principais especialistas em psicofísica humana do Monel Chemical Senses Center, Dra. Pamela Dalton e Dr. Como co-investigadores desta bolsa, sua experiência em psicofísica humana será combinada com a experiência do meu laboratório em eletrofisiologia olfativa humana para fornecer ao campo uma compreensão dos mapeamentos entre a percepção olfativa e os códigos neurais no cérebro humano.

Objetivo 1: Investigar representações da intensidade do odor no córtex piriforme humano. Para identificar uma representação neural da intensidade percebida do odor, é necessário dissociar a concentração do estímulo da intensidade percebida. Experimentos para este objetivo medirão as respostas perceptivas humanas enquanto manipulam a intensidade independentemente da concentração, usando duas abordagens complementares. No Experimento 1A, combinaremos intensidades percebidas entre odores de diferentes concentrações, permitindo-nos identificar uma representação neural de intensidade que é independente da identidade e concentração do estímulo. No Experimento 1B, criaremos condições de diferentes intensidades percebidas em estímulos de odor constante usando adaptação. Abordar a mesma questão de diferentes ângulos fortalecerá a robustez das nossas conclusões. Dados preliminares sugerem que as características temporais da resposta neural piriforme podem representar a intensidade do odor.