Wie Schaffen Wir Es, Uns An Gerüche Zu Erinnern, Obwohl Jedes Olfaktorische Sensorische Neuron Nur Etwa 60 Tage überlebt Und Dann Durch Eine Neue Zelle Ersetzt Wird?
Wie Schaffen Wir Es, Uns An Gerüche Zu Erinnern, Obwohl Jedes Olfaktorische Sensorische Neuron Nur Etwa 60 Tage überlebt Und Dann Durch Eine Neue Zelle Ersetzt Wird?

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Anonim

Donald Wilson, Professor für Zoologie an der Universität von Oklahoma und Co-Autor des 2006 erschienenen Buches Lernen zu riechen: Geruchswahrnehmung von der Neurobiologie zum Verhalten, sucht nach einer Antwort..

Im Jahr 2004 ging der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin an Linda B. Buck und Richard Axel für ihre Forschungen, die zeigen, dass es eine große Familie von Genen gibt, die für Proteine ​​kodieren, die als Geruchsrezeptoren bezeichnet werden. Ihre 1991 veröffentlichten Ergebnisse öffneten viele Türen zum Verständnis der Funktion des Geruchssystems.

Eine wichtige Beobachtung war, dass einzelne olfaktorische sensorische Neuronen typischerweise nur eines dieser Gene exprimieren. Somit liefern Signale, die von einem bestimmten Neuron kommen, Informationen über Gerüche, die das von dieser Zelle exprimierte spezifische Rezeptorprotein aktivieren. Ein einzelnes Rezeptorprotein scheint jedoch viele verschiedene Gerüche zu binden (oder zu erkennen). Anstatt Neuronen zu haben, die selektiv auf Kaffee, Vanille oder Bordeaux reagieren, reagieren die meisten einzelnen Zellen (über ihre Rezeptoren) auf submolekulare Merkmale der flüchtigen Chemikalien, die von diesen Objekten stammen. Beispielsweise kann ein olfaktorisches sensorisches Rezeptorneuron auf eine Kohlenwasserstoffkette einer bestimmten Länge oder eine bestimmte funktionelle Gruppe wie einen Alkohol oder Aldehyd reagieren.

Dies bedeutet, dass jedes gegebene sensorische Neuron auf viele verschiedene Gerüche reagiert, solange sie ein gemeinsames Merkmal aufweisen. Das Gehirn (insbesondere der Riechkolben und der Riechkortex) untersucht dann die Kombination der zu einem bestimmten Zeitpunkt aktivierten sensorischen Neuronen und interpretiert dieses Muster im Kontext früherer erfahrener Muster und anderer verfügbarer Informationen. Das interpretierte Muster ist das, was Sie als Geruch wahrnehmen.

Riechsensorische Neuronen, die im Nasenschleim sitzen und Daten über Axone (fingerartige Projektionen, die Informationen aus dem Zellkörper übertragen) an das Gehirn weiterleiten, leben nicht für immer. Tatsächlich gehören sie zu den immer mehr Neuronentypen, von denen bekannt ist, dass sie sterben und im Laufe ihres Lebens ersetzt werden.

Glücklicherweise sterben nicht alle gleichzeitig. Es gibt viele tausend olfaktorische sensorische Neuronen, die einen bestimmten olfaktorischen Rezeptor exprimieren. Wenn eine kleine Untergruppe stirbt, ändert sich das Aktivitätsmuster, das die olfaktorischen Verarbeitungsregionen im Gehirn für einen bestimmten Geruch erhalten, nicht sehr. Wenn ein olfaktorisches sensorisches Neuron, das ein bestimmtes Rezeptorgen exprimiert, stirbt und ein neues Neuron, das dasselbe Gen exprimiert, reift, schließen sich die Axone des neuen Neurons an dieselbe Gruppe von Riechkolbenneuronen an wie sein Vorgänger. Dies führt trotz kontinuierlicher Neuverdrahtung über Jahre zu einer bemerkenswerten Musterstabilität.

Stellen wir uns vor, Sie haben kürzlich in den Ferien einen neuen Wein probiert. Der Geruch (oder das Bouquet für Önophile) dieses Weins besteht aus Dutzenden verschiedener flüchtiger Chemikalien, und jede Chemikalie weist mehrere submolekulare Merkmale auf. Daher aktiviert der Wein ein komplexes Muster von olfaktorischen sensorischen Neuronen, indem er jedes ihrer olfaktorischen Rezeptorproteine ​​angreift, die diese unterschiedlichen Merkmale erkennen. Dieses Muster wird von neuronalen Schaltkreisen im Riechkolben und im Riechkortex verarbeitet und gespeichert.

Einige Wochen später, wenn Sie nach Hause zurückkehren, finden Sie den Wein auf Ihrem lokalen Markt. Obwohl Sie mindestens eine Teilmenge der olfaktorischen sensorischen Neuronen ersetzt haben, die zuerst mit dem einzigartigen Geruch dieses Weins interagierten, können Sie sein Aroma beim Eingießen eines Glases dennoch erkennen, da das Gesamtaktivitätsmuster innerhalb des olfaktorischen Systems relativ konstant bleibt.

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