当我们闻到玫瑰时会发生什么？我们的大脑如何处理香水的本质？它像一幅画 - 一个快照的细胞闪烁活动 - 在一瞬间捕获吗？或者像一个交响乐，一个不同细胞的不断发展的集合，共同努力捕获气味？新研究表明我们的大脑都既有。

“这些发现揭示了神经系统的核心原理，大脑的计算各种计算的灵活性表示感官世界的各个方面，”克里希南帕帕曼哈汉，博士。该研究的神经科学和高级作者副教授最近发表于此细胞报告。“我们的工作为科学家提供了新工具来量化和解释大脑的活动模式。”

研究人员开发了一种模型来模拟早期嗅觉系统的运作 - 网络脑依赖于嗅觉。采用计算机模拟，它们发现了一种特定的连接，称为离心纤维，其中从中枢神经系统的其他部分携带到大脑早期感官区域的冲动起到了关键作用。这些离心纤维充当开关，在不同的策略之间切换，以有效地表示气味。当离心纤维处于一种状态时，粒状皮层中的细胞 - 其中气味形式的感知 - 依赖于给定的即时的活性模式。当离心纤维处于另一个状态时，粒子皮层中的细胞通过依赖于跨越时刻的脑活动模式来改善细胞的精度​​和速度。

这些过程表明大脑对代表嗅觉具有多次反应。在一个策略中，大脑在特定时刻使用快照，如绘画或照片，以捕捉气味的基本特征。在其他策略中，大脑跟踪了不断发展的模式。它是在拍下和关闭的情况下，何时打开和何时开启。

研究人员开发的数学模型突出了神经系统的关键特征 - 不仅在构成大脑的组件方面的多样性，而且这些组件如何共同努力帮助大脑体验气味世界。“这些数学模型揭示了大脑中嗅觉系统如何工作的关键方面，并且可以帮助建立脑卒中的人造计算系统，”Padmanabhan说。“由大脑电路启发的计算方法，如这具有改善自动驾驶汽车的安全性，或者帮助计算机视觉算法更准确地识别和分类图像中的对象。”

参考：Chen Z，Padmanabhan K.自上而下的反馈使嗅觉Cortex中的灵活编码策略能够实现。细胞报告。2022; 38（12）。DOI：10.1016 / J.CELREP.2022.110545

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