Вкусно или гнило? Отталкивающий запах подавляет восприятие приятного запаха у дрозофил
В природе дрозофилы (уксусные мушки) сталкиваются с множеством запаховых смесей, содержащих как привлекательные, так и отталкивающие запахи. Учёные из Института химической экологии им. Макса Планка обнаружили, что отталкивающие запахи подавляют восприятие приятных. Это происходит потому, что определённые структуры мозга, реагирующие на привлекательные запахи, ингибируются отталкивающим запахом. Эти процессы отражаются и в поведении мух: они избегают источника привлекательного запаха, если к нему добавлен отталкивающий. Это помогает им избегать испорченных или заражённых источников пищи.
Нейронный механизм обработки конфликтных запахов
В исследовании использовали искусственные запаховые смеси, содержащие привлекательный и отталкивающий запах в определённых соотношениях. Анализ активности мозга с помощью функционального имиджинга показал, что репеллентный компонент в смеси специфически ингибирует обонятельные каналы для аттрактантов.
«Это ингибирование коррелирует со снижением привлекательности источника запаха», — объясняет руководитель исследования Зильке Захзе.
Учёные выявили лежащий в основе нейронный механизм и конкретные задействованные нейроны. Данные демонстрируют специфическое ингибирующее взаимодействие в обонятельном центре мозга мухи. Гломерулы (сферические функциональные единицы), реагирующие на привлекательные запахи, связаны через специфические ингибирующие нейроны с гломерулами, специфичными для репеллентов.
Исключение: специализированные запахи
Не все смеси проявляют такой ингибирующий эффект. Исключением является геосмин — типичный запах токсичных бактерий или плесени. Геосмин распознаётся в мозге мухи только одним типом рецептора, активируя лишь один высокоспецифичный гломерул.
«Можно предположить, что этот геосминовый гломерул не имеет сильного взаимодействия с другими гломерулами и не может на них влиять», — предполагает соавтор работы Маркус Кнаден.
Подобные специализированные пути ранее описывались только для обнаружения половых феромонов, углекислого газа и иридомирмецина (запаха паразитической осы, заражающей дрозофил).
Значение и перспективы
Учёные полагают, что этот нейронный механизм может существовать и в других обонятельных системах, например, в обонятельной луковице млекопитающих, а значит, потенциально и у человека. Такой механизм может помогать не только мухам, но и людям распознавать и избегать, например, загрязнённой пищи, издающей как приятные, так и неприятные запахи.
В будущем исследователи планируют изучить, модифицируется ли этот нейронный механизм другими факторами, такими как физиологическое состояние (например, голод).