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研究确定了我们的大脑用来区分气味的机制

2020年7月29日,意大利罗韦雷托-由意大利罗韦雷托IIT-Istituto Italiano di Tecnologia(意大利理工学院)和波士顿哈佛大学(美国)的研究人员进行的一项意大利裔美国人研究首次解释了这种机理被我们的大脑用来识别特定的气味。这项发表在《自然》杂志上的研究为大脑过程提供了新的思路,这些大脑过程涉及从我们的感官(尤其是从嗅觉)获得的信息的持续流动。得益于这一结果,研究人员将能够考虑实现人工嗅觉,并在将来转移到机器人和其他智能机器上。

如果我们谈论视觉或听觉,科学家们非常了解导致我们区分两种颜色或两种音符的机制。这些知识被转化为相对完善的理论:我们知道霓虹灯必须发出哪个波长才能呈现红色,并且电子键盘必须产生哪个频率才能使我们听到G。气味也不会发生:我们无法只看一下化学结构就能说出分子的气味。

想象一下,您在餐厅里,而您正在品尝带有令人愉悦的柑橘味的冰糕。如果您是厨师,则可以使用嗅觉信息来了解他们使用的是柠檬还是酸橙,这两种水果产生的气味分子在感觉上相似,但化学性质不同。如果您对食谱不感兴趣,您可能会发现它是柑橘冰糕而不是咖啡冰糕。这意味着,您将放弃柠檬和酸橙气味之间的微小化学差异,以使用柑橘的独特类别进行概括。

根据我们的经验和目标,在嗅觉歧视和泛化之间灵活选择并不容易。直到现在,科学家还不知道我们的大脑用来闻到特定气味的代码。

这项新研究首次回答了这个问题。由波士顿哈佛医学院的鲍勃·达塔(Bob Datta)协调的由意大利裔美国科学家组成的小组确定了大脑用来区分和泛化具有各种相似程度化学结构的气味分子的技巧。该团队包括来自罗韦雷托IIT神经科学与认知系统中心的两个意大利研究小组:朱利亚诺·尤里利(Giuliano Iurilli)团队(该基金会在Armenise哈佛基金会的帮助下返回了意大利)和该中心的协调员Stefano Panzeri。

该项目的主要作者之一尤里利(Iurilli)充当了意大利和美国之间的“桥梁”。在获得IIT的神经科学和机器人学博士学位后,他于2012年移居哈佛,在那里他研究了嗅觉感知及其对我们日常行为的影响的大脑机制。2018年,他获得了Armenise哈佛基金会的职业发展奖,这是一项为期5年,价值100万美元的赠款,用于促进基础生物医学研究。有了这些资金,Iurilli回到了意大利,并在罗韦雷托的IIT开设了他的神经生理学实验室。他带来了在波士顿实现的一项基础研究,并通过Armenise Harvard资助完成了这项研究。该研究的主要作者鲍勃·达塔(Bob Datta)也是阿美尼斯(哈佛大学)的获奖者,是基金会的

“我们开发了临时分析方法-Giuliano Iurilli解释-我们看到鼻子中的感觉神经元捕获了有气味的分子,几乎像色谱仪一样对它们进行了分析,这些机器准确地描述了分子之间的化学差异。”

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