Нейробиологи из Гарвардского университета, создали мышь, которая может "понюхать" свет. Это может послужить новым мощным инструментом, который позволит ученым лучше понять чувство обоняния на уровне нервной системы.

Работа, которая была опубликована на этой неделе в журнале Nature Neuroscience, получит применение в будущих исследованиях чувства обоняния и других сложных систем восприятия, которые с трудом поддаются изучению традиционными методами.

"Интуитивно, кажется вполне оправданным использовать запахи для исследования обоняния", - сказал Венкатеш Мерти, профессор молекулярной и клеточной биологии из Гарварда. "Но запахи настолько химически сложны, что становится чрезвычайно сложно изолировать нейронный сети, которые обрабатывают запах".

Мерти, совместно с коллегами из Гарварда и из Cold Spring Harbor Laboratory, использовал свет вместо запаха, применяя методики молодой отрасли науки, под названием оптогенетика. Они задались вопросом: как клетки мозга идентифицируют запахи.

Техника проведения исследования, применяемая в оптогенетике, включает в себя пересадку реагирующих на свет белков в системы, которые в своем обычном состоянии, не воспринимают света. Мерти с коллегами, интегрировали эти белки, под названием channelrhodopsins, в систему обоняния мыши. Таким образом, им удалось создать животное, чьи органы обоняния возбуждались не запахом, а светом.

"Чтобы понять, как мозг различает запахи, можно посмотреть на то, какие части мозга активируются во время восприятия им запахов", - сказал Мерти. "Но так как на различные запахи, мозг реагирует по разному, то такой способ на практике оказался непрактичным, ведь существует множество различных запахов, очень часто различающихся какими-то незначительными нюансами. Поэтому мы задались целью заставить нос действовать подобно сетчатке глаза".

С помощью оптогенетически модифицированного животного, ученые смогли определить участки мозга, которые активируются в обонятельной луковице - регионе мозга, который получает информацию напрямую из носа. Так как потоком света можно легко управлять, им удалось провести серию экспериментов по раздражению определенных сенсорных нейронов в носу и определить какие участки активировались в обонятельной луковице.

"Самым главным было понять, как происходит обработка и как сходные входные данные обрабатываются прилежащими клетками мозга", - сказал Мерти.

Но оказалось, что расположение в пространстве клеток, которые обрабатывают запахи, не полностью объясняет нашу способность чувствовать запахи. Височный отдел также участвует в восприятии запаха. Помимо выявления роли височного отдела обонятельной луковицы, новое исследование показало, что время "нюха" играет важную роль в нашем восприятии. Данная работа получит применение не только в изучении обоняния, но и в определении участков мозга отвечающих за другие чувства.