科学家赢得了解开动物如何追踪气味之谜的补助金

为了解开动物如何跟随气味的谜团，来自科罗拉多大学安舒茨医学院、科罗拉多大学博尔德分校和哥伦比亚大学的一组科学家获得了一笔资金，可以深入观察大脑内部的过程。

2990152美元的奖金是该组织获得的第二次奖金。这两项拨款共计5,984,351美元，是美国国家科学基金会和国立卫生研究院大脑计划的一部分，旨在更好地了解大脑功能的复杂性。

在这种情况下，科学家们希望能够推断出支持某些动物追踪气味的非凡能力的神经回路。

加州大学安舒茨分校的神经科学家迭戈·雷斯特雷波(Diego Restrepo)博士说:“尽管进行了大量的研究，但生物用来识别气味的算法仍然很神秘。”“大脑究竟是如何解决这种复杂的感觉运动任务的，这是逃跑、交配和进食的关键，目前尚不清楚。”

在自然环境中研究这一点很有挑战性，因为动物使用嗅觉的尺度有很大的不同。从微生物到哺乳动物，所有生物都在某种程度上遵循气味。

因此，科学家们组建了气味羽神经光子学(OPeN)跨学科团队，包括工程学、环境科学、计算科学和神经科学，以更好地理解它是如何工作的。

科罗拉多大学博尔德分校环境工程教授约翰·克里马尔迪博士将设计一种便携式设备，当动物在黑暗中追踪气味时，可以测量它们鼻孔里气味的浓度。

埃米莉吉布森博士，安舒茨大学生物工程副教授，开发了一种三光子显微镜，使用更长的波长近红外光，可以在活组织中进行更大的成像深度。

现在，Gibson将与科罗拉多大学博尔德分校的Victor Bright教授、Juliet Gopinath副教授以及哥伦比亚大学的Ionnis Kymissis教授一起开发一种微型光纤耦合三光子显微镜。它将安装在一只活老鼠的头上，当老鼠闻到气味时，它会记录包括海马体和小脑在内的多个脑深部区域的神经活动。

该显微镜使用一种独特的液体透镜，称为电润湿透镜，在深层组织中实现动态聚焦，以获得3D图像。

布莱特和戈皮纳斯说:“电润湿技术实现了真正的自适应、紧凑的微型显微镜。”

Restrepo教授和CU Anschutz的副教授Abigail Person博士将利用这些信息来验证一个假设，即当动物在黑暗中导航气味柱时，小脑和海马体中的细胞会形成一个空间和气味定位的地图，这些信息可以预测老鼠接近气味来源的方法。

雷斯特雷波认为，研究结果将揭示大脑功能的新方面，并导致对更复杂的自然环境的进一步研究，包括多感官线索和移动气味源。

“我们不知道的东西太多了，”他说。“狗是怎么嗅出炸药的?”大脑是如何解决这个问题的?在这里，我们将能够观察神经元在动物导航到气味来源时的放电情况，并使用计算分析来看待这一切。”