Representações Eletrofisiológicas da Identidade do Odor Estudo 2

A perceção olfativa depende da capacidade do cérebro para extrair e representar diferentes características de um estímulo odorífero.

Por exemplo, a intensidade e a identidade são características fundamentais da perceção olfativa que devem ser codificadas separadamente para uma perceção precisa; o mesmo odor pode ser encontrado em diferentes intensidades. Compreender as representações neurais das características perceptivas olfativas é fundamental para compreender o sistema olfativo, no entanto, os correlatos neurais da intensidade e identidade do odor são pouco compreendidos no cérebro humano.

O campo da olfação utiliza tipicamente a química como um substituto da perceção e foca-se na manipulação das propriedades físicas de um estímulo para procurar correlatos neurais. Por exemplo, a concentração química e a identidade molecular são tipicamente utilizadas como substitutos da intensidade e identidade do odor. No entanto, o mundo que os animais percecionam não é uma representação completa da realidade física; é um produto dos sistemas sensoriais particulares que cada espécie adquiriu no decurso da evolução. Para compreender como o cérebro forma representações das características perceptivas dos odores, devemos identificar relações entre características das respostas neurais e classificações perceptivas.

Embora novos paradigmas comportamentais em roedores possam fornecer boas estimativas das classificações perceptivas de diferentes características dos odores (intensidade, identidade), os humanos podem fornecer diretamente classificações perceptivas de diferentes características de um odor. Portanto, o trabalho humano é necessário para compreender totalmente a perceção olfativa.

A ligação em falta 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 a administração simultânea de odores precisamente controlados de intensidade/identidade variável e a recolha, ensaio a ensaio, de classificações psicofísicas para compreender como os odores são representados no cérebro humano. Classificações psicofísicas olfativas precisas são uma parte crítica da nossa proposta. Portanto, trabalharemos com os principais especialistas em psicofísica humana no Monel Chemical Senses Center, a Dra. Pamela Dalton e o Dr. Joel Mainland. Como Co-Investigadores nesta bolsa, a sua experiência em psicofísica humana combinar-se-á com a experiência do meu laboratório em eletrofisiologia olfativa humana para fornecer ao campo uma compreensão dos mapeamentos entre a perceção olfativa e os códigos neurais no cérebro humano. Para identificar uma representação neural da identidade do odor, é necessário dissociar a estrutura molecular da identidade/semelhança perceptiva.

Se o sistema olfativo emprega um esquema de codificação em que a semelhança entre características neurais está sistematicamente relacionada com a semelhança perceptiva é desconhecido. Experiências para este objetivo irão adquirir respostas perceptivas enquanto manipulam a semelhança perceptiva. Na Experiência 1A, examinaremos características das respostas neurais durante o comportamento natural de nomear livremente odores. Na Experiência 1B, manipularemos a semelhança perceptiva com metameros de odor e recolheremos dados perceptivos e neurais em cada ensaio. Dados preliminares sugerem que os componentes mais precoces e de alta frequência da resposta do piriforme podem descodificar de forma ótima a identidade perceptiva.