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Expositions d'étude comment la valence innée est codée

Depuis le début de la pandémie, une perte d'odeur a apparu en tant qu'un des signes révélateurs de COVID-19. Bien que la plupart des gens regagnent leur odorat dans une question des semaines, d'autres peuvent constater que les odeurs familières deviennent déformées. Les odeurs de café aiment l'essence ; les roses sentent comme des cigarettes ; les odeurs de pain frais aiment la viande rance.

Ce phénomène impair n'est pas simplement disconcerting. Il représente également la perturbation des circuits olfactifs antiques qui ont aidé à assurer la survie de notre substance et d'autres en signalant quand une récompense (caféine !) ou une punition (intoxication alimentaire !) est imminente.

Les scientifiques ont longtemps su que les animaux possèdent une capacité congénitale d'identifier certaines odeurs pour éviter des prédateurs, recherchent la nourriture, et trouvent des compagnons.

Maintenant, dans deux études associées, les chercheurs du laboratoire de Yu à l'institut de Stowers pour la recherche médicale montrent comment cette capacité, connue sous le nom de valence innée, est codée. Les découvertes, les publiées dans la biologie et l'eLife actuels de tourillons, indiquent que notre odorat est plus compliqué ; et malléable ; qu'a précédemment pensé.

Notre compréhension actuelle de la façon dont les sens sont codés des chutes dans deux vues contradictoires ; la théorie de marquer-line et la théorie de configuration. La théorie de marquer-line propose que des signes sensoriels soient communiqués suivant une ligne fixe et directe branchant une entrée à un comportement. La théorie de configuration met à jour que ces signes sont distribués en travers de différentes voies et de différents neurones.

De la recherche a fourni le support pour la théorie de marquer-line dans la substance simple comme des insectes. Mais la preuve pour ou contre ce modèle avait manqué dans les systèmes mammifères, indique Ron Yu, PhD, un chercheur à l'institut de Stowers et auteur correspondant des états.

Selon Yu, si le modèle de marquer-line est vrai, puis l'information d'une odeur devrait être isolé de l'influence d'autres odeurs. Par conséquent, sien équipe a mélangé des odeurs variées et a vérifié leur choc sur les réactions innées prévues des souris.

« C'est une expérience simple, » dit Qiang Qiu, PhD, un spécialiste en recherches dans le laboratoire de Yu et le premier auteur des études. Qiu a mélangé des combinaisons variées des odeurs qui étaient de façon innée attrayantes (comme l'odeur du beurre d'arachide ou de l'urine d'une autre souris) ou opposées (comme l'odeur de la nourriture de décomposition ou de l'urine d'un prédateur).

Il a alors présenté ces mélanges d'odeur aux souris, utilisant un dispositif le laboratoire particulièrement conçu pour le but. Le dispositif a une ogive qui peut enregistrer combien de fois les souris vérifient une odeur. Si les souris trouvent un mélange particulier attrayant, elles poussent leur nez dans le cône à plusieurs reprises. S'ils trouvent le mélange opposé, ils évitent l'ogive à tout prix.

À leur surprise, les chercheurs ont découvert cela différentes odeurs de mélange, même deux odeurs attrayantes ou deux odeurs opposées, ont effacé les réactions comportementales innées des souris.

Cela nous a incités à nous demander si c'était simplement un cas d'une odeur masquant des des autres, que l'industrie de parfum fait tout le temps quand elles développent les odeurs agréables pour masquer les encrassés. »

Ron Yu, PhD, auteur d'étude et chercheur correspondants, institut de Stowers pour la recherche médicale

Cependant, quand l'équipe a regardé l'activité des neurones dans le bulbe rachidien olfactif qui répondent aux odeurs opposées et attrayantes, elles ont trouvé qui n'était pas le cas.

En revanche, les configurations de l'activité qui ont représenté le mélange d'odeur étaient de façon saisissante différentes de celle pour différentes odeurs. Apparemment, le cerveau de souris a perçu le mélange comme identité neuve d'odeur, plutôt que la combinaison de deux odeurs.

La conclusion supporte la théorie de configuration, par lequel une entrée sensorielle n'active pas simplement un neurone mais une population des neurones, chacun à divers degrés, produisant une configuration ou un indicatif de population qui est interprété comme odeur de détail (urine de coyote ! passage !). L'étude était en ligne publié le 1er mars 2021, dans la biologie actuelle.

Mais cet indicatif neural compliqué est-il câblé de la naissance, ou peut-il être influencé par des expériences sensorielles neuves ? L'équipe de Yu a exploré cette question en amortissant les neurones sensoriels tôt dans la durée, quand les souris étaient seulement une semaine vieille. Ils ont constaté que les souris manipulées ont détruit leur capacité innée d'identifier des odeurs attrayantes ou opposées, indiquant que le système olfactif est encore malléable au cours de cette période critique de développement.

Intéressant, les chercheurs ont constaté que quand ils ont exposé des souris au cours de cette période critique à une composante chimique d'urine PEA appelé de chat sauvage, les animaux plus n'ont évité cette odeur plus tard dans la durée. « Puisque les souris ont rencontré cette odeur tandis qu'elles étaient toujours avec leurs mères dans un milieu sûr et ont constaté qu'il n'a pas posé un danger, ils ont appris désormais à ne pas avoir peur de lui, » dit Yu. Cette étude était en ligne publié le 26 mars 2021, dans l'eLife.

Bien que la pandémie COVID-19 ait faussé l'odorat dans les millions de gens, Yu ne prévoit pas qu'il aura des implications significatives pour la plupart des adultes qui récupèrent de la maladie. Cependant, il pense que cette expérience sensorielle modifiée pourrait avoir un impact majeur sur les mineurs et les enfants affectés, particulièrement vu le rôle que beaucoup d'odeurs jouent dans les liens sociaux et la santé mentale.

« L'odorat a une composante émotive intense à lui ; c'est l'odeur de la cuisine familiale qui te donne une sensation de confort et de sécurité, » dit Yu. « La plupart des gens n'identifient pas à quel point il important est jusqu'à ce qu'ils le détruisent. »

Source:
Journal reference:

Qiu, Q., et al. (2021) Acquisition of innate odor preference depends on spontaneous and experiential activities during critical period. eLife. doi.org/10.7554/eLife.60546.