在成虫成熟过程中,嗜人蚊对人类宿主线索(如体味和二氧化碳)的吸引力逐渐增强。这种寻找宿主行为的习得与嗅觉受体 (OR) 转录本丰度和嗅觉传感神经元 (OSN) 敏感性的年龄依赖性变化相关。人类疟疾媒介按蚊 (Anopheles coluzzii) 的一个 OR 基因 AcolOR39 在成熟雌性中显著下调,而 AcolOR39 的同源配体 sulcatone(人类散发的主要成分)介导了观察到的新生雌性对人体气味的行为抑制。使用 CRISPR – Cas9 诱变敲除 AcolOR39 ,选择性地消除了位于毛状感器中的 OSN 对 sulcatone 的检测。然而,敲除 AcolOR39 既不会改变风洞中幼虫雌性的反应率,也不会改变其飞行行为,这表明在调节蚊子寻找宿主能力的获得方面,还有其他基因参与其中,因此存在冗余。
图 3:不同拆分算法生成的验证集中标签频率比较(累积分布函数)。非零初始值表示验证集中缺失标签的百分比。垂直线标记验证集中一次出现的频率(对于 N=352)。Szymanski 拆分使用了 N=385 个验证样本。
摘要 神经图的布线特异性在发育过程中是如何出现的?成年果蝇嗅球图的形成始于早期蛹期投射神经元 (PN) 树突的模式化。为了更好地了解该图布线特异性的起源,我们创建了遗传工具,以 PN 类型特定分辨率系统地表征整个发育过程中的树突模式。我们发现 PN 使用谱系和出生顺序组合来构建初始树突图。具体而言,出生顺序分别以旋转和二元方式指导前背谱系和侧谱系 PN 的树突靶向。基于双光子和自适应光学晶格光片显微镜的延时成像显示,PN 树突在数秒的时间尺度上启动主动靶向,并实现方向依赖的分支稳定。此外,幼虫和成虫嗅觉回路中使用的 PN 会修剪幼虫特有的树突,并同时重新延伸新的树突,以促进嗅觉图的及时组织。我们的工作强调了类型特异性神经元通路和延时成像在识别复杂功能神经图模式背后的接线机制方面的力量和必要性。
简介:我们之前证明中枢嗅觉网络内具有功能显著的结构可塑性,与慢性鼻窦炎 (CRS) 手术治疗后嗅觉改善有关。为了证实和扩展这些发现,本研究的主要目的是确定在混合原因非 CRS 嗅觉功能障碍 (OD) 患者中,这些相同区域在接受功能性中隔鼻整形术 (fSRP) 后是否会发生功能显著的结构可塑性。之前已证明 fSRP 可以改善嗅觉功能,本研究的次要目的是初步了解 fSRP 影响嗅觉的机制。方法:我们对 20 名接受 fSRP 的参与者进行了一项试点前瞻性多模式神经影像学研究,包括混合原因非 CRS OD 患者以及嗅觉正常的手术对照。参与者接受了心理物理嗅觉测试、鼻腔气道评估、结构和功能神经影像学检查。该测试在患者术前和术后进行,在对照组中于术前进行。结果:手术后,平均心理物理嗅觉评分有统计学和临床意义的改善。这与中枢嗅觉网络区域(前扣带回、眶额皮质、岛叶、颞极)的结构和功能可塑性有关。心理物理评分的改善与双侧鼻腔气流测量值的变化显着相关,而与气流对称性测量值的变化无关,这表明改善整体气流比矫正隔偏更重要。结论:这项研究强调了这些神经解剖区域作为嗅觉功能和功能障碍的潜在结构相关性的重要性。我们的研究结果也为 fSRP 对嗅觉的机制影响提供了初步见解。进一步的研究可以研究这些区域作为 OD 个性化生物标志物的效用,以及 fSRP 在治疗 OD 中的作用。
发展神经元必须满足核心分子,细胞和时间要求,以确保突触的正确形成,从而导致功能电路。但是,由于神经元类别和功能的多样性,目前尚不清楚所有神经元是否使用相同的组织机制形成突触连接并实现功能和形态成熟。此外,尚不清楚神经元是否以一个共同的目标结合并包含相同的感觉电路在相似的时间标准上发展并使用相同的分子方法来确保形成正确数量的突触。为了开始回答这些问题,我们利用了果蝇触角(AL),这是一种模型嗅觉电路,具有显着的遗传获取和突触级别的分辨率。使用活性区域的组织特异性遗传标记,我们对整个发育和成年期性别的多种神经元进行了突触形式的定量分析。我们发现嗅觉受体神经元(ORNS),投影神经元(PNS)和局部神经元(LNS)都有突触发育,加法和细化的独特时间课程,表明每个类别都遵循一个独特的发展计划。这增加了这些类别可能对突触形成的分子要求也有明显的可能性。我们在每种神经元亚类型中遗传改变了神经元活性,并根据所检查的神经元类观察到对突触数的不同影响。在ORN,PN和LN中沉默的神经元活性受损的突触发育受损,但仅在ORN中才能增强神经元活性会影响突触的形成。ORNS和LNS与主激酶GSK-3 B的活性相似,突触发育类似,表明神经元活性和GSK-3 B激酶活性在公共途径中。ORN也证明了与GSK-3 B功能丧失的突触发育受损,这表明在发育中具有额外的无活动作用。最终,我们的结果表明,在所有神经元类别中,突触发育的要求并不统一,在其发育时间范围和分子需求中都存在相当多的多样性。这些发现提供了对突触发育机制的新见解,并为确定其潜在病因的未来工作奠定了基础。
基因编辑技术已经彻底改变了蚊子感觉双学科的领域。这些技术已被用来用神经元基因与框架敲击报告基因,并使用TAG特定的蚊子神经元使用二进制表达系统来检测其活性。尽管有这些进展,但仍需要开发新的工具来阐明嗅觉信号从pe层到大脑的传播。在这里,我们提出了一组工具的开发,包括新型驱动线和神经调节活动的传感器,这可以介绍我们对感觉输入触发行为输出的了解。这种情况可以改变我们对蚊子神经生物学的理解,并导致制定蚊子行为操纵策略以减少叮咬和疾病的传播。
机器学习能破解鼻子里的密码吗?在过去十年中,研究试图利用大数据解决化学结构和感官质量之间的关系。这些研究推进了嗅觉刺激的计算模型,利用人工智能挖掘化学和心理物理学之间的明确相关性。计算视角有望通过更多数据和更好的数据处理工具解决嗅觉之谜。然而,他们都没有成功,而为什么会这样很重要。本文认为,我们应该对在感知理论中将感觉系统的生物学黑箱化的趋势深表怀疑。相反,我们需要将刺激模型和心理物理数据都建立在嗅觉系统的真实因果机制解释之上。核心问题是:生物学知识是否能比当前机器学习模型中使用的刺激更好地理解气味编码中的刺激?事实确实如此。关于受体行为的最新研究表明,嗅觉系统的运作原理并未被当前刺激反应模型所捕捉。这可能需要从根本上修订嗅觉的计算方法,包括其心理效应。为了分析嗅觉的不同研究项目,我们借鉴了劳埃德的“研究问题逻辑”,这是一个哲学框架,可帮助科学家阐明所讨论的建模方法的推理、概念承诺和问题。
南美和拉丁美洲之间的对应关系非常明显:无论是物质上、精神上还是历史上。这两个地区都是温暖、茂盛的地区,植被相似;都保留了中世纪文化的痕迹,精神价值在日常生活中扮演着一定的角色,生存的基本喜剧为生活中的一切都增添了情趣;而且,两者都有着类似的历史,都是一个传统的农业社会,突然被工业进步粗暴地接管。(“威廉·福克纳在拉丁美洲的影响”)1
摘要 —嗅觉诱发的脑电图 (EEG) 信号的分类在许多领域显示出巨大的潜力。由于 EEG 信号中的不同频带包含不同的信息,因此提取特定频带对于分类性能非常重要。此外,由于 EEG 信号的受试者间变异性很大,提取具有受试者特定信息而非一般信息的频带至关重要。考虑到这些,本信的重点是通过利用特定频带的谱域信息对嗅觉 EEG 信号进行分类。在本文中,我们提出了一种基于频带特征提取的嗅觉 EEG 信号分类网络。首先设计一个频带生成器来通过滑动窗口技术提取频带。然后,提出一种频带注意机制来自适应地优化特定主体的频带。最后,构建一个卷积神经网络 (CNN) 来提取空谱信息并预测 EEG 类别。对比实验结果表明,所提方法在分类质量和受试者间鲁棒性方面均优于一系列基线方法。消融实验结果证明了所提方法各个组成部分的有效性。
