✎ 頂刊導讀目錄
1，Neuropod細胞：腸腦感覺轉導的新興生物學
2，島葉皮層中基於宏觀信息的味覺表征受刺激濃度的影響
3，大腦半球間的嗅球連接可提高氣味檢測
4，預期誘導的delta相位重置可改善人類嗅覺
5，果蠅蘑菇體內的多巴胺能神經元的效價和狀態依賴性群體編碼
1，Neuropod細胞：腸腦感覺轉導的新興生物學
期刊：Annual Review of Neuroscience
作者：Ann Yang
動物通過視覺、味覺、質地和味覺的引導攝取食物。攝入後，由腸道決定食物的營養價值。經典的感覺系統依靠神經上皮迴路將刺激轉換為指導行為的信號。然而，在發現腸道內分泌細胞中的突觸之前，人們認為腸道環境的感覺只能通過激素的被動釋放來介導。
這些腸道內分泌細胞是腸道感覺上皮細胞，那些形成突觸的細胞被稱為Neuropod細胞。Neuropod細胞通過快速神經傳導到包括迷走神經在內的神經元，為腸道將感覺信號從腸道環境傳導到大腦提供了基礎。這些發現激發了感覺神經生物學的新探索領域-腸腦感覺轉導領域。
https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev-neuro-091619-022657
2，島葉皮層中基於宏觀信息的味覺表征受刺激濃度的影響
期刊：PNAS
作者：Loren
意義：以前的研究對於味覺類別的皮層表征產生了不同的結果。本研究的主要目的是通過基於信息的方法來測試人類島葉皮層的任務恆定映射和濃度恆定映射。在不同的時間，我們在兩個功能磁共振(fMRI)實驗中測試了相同的參與者，成功解碼了所有參與者在不同行為任務和時間下與每種特定口味相關的fMRI活動模式，所有參與者都表現出了穩定的任務恆定味覺表征。
最重要的是，低濃度和高濃度的味覺偏好表征幾乎沒有重疊，這與島葉皮層中僅基於味覺識別的排他性拓撲結構的概念相矛盾。
摘要：味覺處理是所有動物的一種基本能力，可提示進食行為的潛在危害或益處。然而，目前關於皮層味覺表征的證據仍然相互矛盾。為解決這一問題，本研究採用高解析度功能磁共振成像(fMRI)和多體素模式分析（MVPA）技術，對包含初級味覺皮層的人類島葉皮層的味覺相關信息含量進行了研究。
人類參與者在兩個不同日期的兩個fMRI實驗中判斷低濃度和高濃度味道(咸、甜、酸和苦)的愉悅性和強度，以測試任務和濃度恆定的味覺表征。我們觀察到，在所有參與者的任務中，島葉皮質內的fMRI活動模式與特定的味覺一致。較少的模式對多個品味類別做出反應。重要的是，味覺濃度的變化改變了假定的味覺特定模式的空間布局，在不同的濃度水平下，每種味覺類別的模式都截然不同，幾乎不重疊。
總之，我們的結果指出，人類島葉皮層的宏觀表征是味覺類別和濃度的複雜函數，而不是僅僅基於味覺類別的表征。
https://www.pnas.org/content/117/13/7409
3，大腦半球間的嗅球連接可提高氣味檢測
期刊：Plos Biology
作者：Aleah-Jing
大腦半球間的連接使雙側神經系統中的感官信息能夠交互和整合，並被認為可以優化感官計算。但是，人們對半球間網絡的細胞和空間組織以及它們在脊椎動物中介導的計算特性仍知之甚少。由此，左腦和右腦半球之間的連接在多大程度上參與了感覺處理尚不清楚。
本研究展示了斑馬魚嗅球（olfactory bulbs，OB）除了接收對側同源的嗅覺皮層自上而下的輸入，還接收來自對側相應腦區直接的半球間投射。OB之間的半球間直接投射到達對側OB的外圍層，並保留了精確的拓撲結構，該結構直接將相似調諧的嗅覺腎小球在半球間連接起來。相反，半球間自上而下的輸入由彌散的投射組成，這些投射廣泛地作用於抑制性顆粒細胞層。這些半球間的連接共同引起對側OB的拓撲組織的興奮性活動和非拓撲組織的抑制性活動之間的平衡，並調節對氣味的反應。
我們發現，嗅覺系統中的半球間連接能夠調節氣味反應，並通過增強信息素選擇性神經元的反應結合複雜的嗅覺線索，呈現出對生殖信息素檢測的小而顯著的改善。總體來說，我們的數據顯示了前人研究中沒有發現的半球間連接在嗅覺系統的化學感覺圖之間的功能。
https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000701
4，預期誘導的delta相位重置可改善人類嗅覺
期刊：Plos Biology
作者：Aleah-jing
對一種氣味的預期可提高對它的檢測和感知能力，但是我們對嗅覺預期的潛在神經機制尚不甚了解。這項研究使用人類顱內腦電圖（iEEG）顯示了，預期會在氣味到達之前重置梨狀皮層（piriform cortex）中delta振蕩的相位。預期的相位重置與隨之而來的氣味誘發的theta能量和感知準確度的提高有關。
這些效應在每個個體受試者中表現一致，且該效應不是由吸入前運動準備或能量變化等潛在混雜因素驅動的。總而言之，這些發現表明預期狀態通過梨狀皮層中的delta振蕩的相位重置來增強嗅覺。
https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000724
5，果蠅蘑菇體內的多巴胺能神經元的效價和狀態依賴性群體編碼
期刊：Current Biology
作者：Aleah-jing
神經調節促使了突觸、神經迴路和最終行為的靈活性。多巴胺，作為一種神經調節劑，已被廣泛研究，它在動物學習和記憶過程中作為獎勵信號的角色發揮作用。最新的證據表明，多巴胺能神經元（dopaminergic neurons，DANs）可以敏銳地調節感知覺，從而使動物能夠讓其行為和決策適應其內部和行為狀態。此外，一些數據表明DAN群體不是同質的，而是不同的群體傳達不同類型的信息。
我們研究了DAN群體的活動，以及它是如何利用DAN的狹窄解剖結構與其支配的果蠅的蘑菇體（mushroom body，MB）來編碼感官刺激和狀態的相關信息。使用體內鈣成像和定製的3D圖像配准方法，我們發現MB DAN群體的活動編碼了動物的氣味或味道以及生理狀態的內在的效價信息。此外，DAN群體活動與運動密切相關，這與多巴胺在向MB傳遞行為狀態中的作用一致。
總而言之，我們的數據和分析表明，DAN種群活動以MB隔室特有的方式編碼先天的氣味和味道的效價，運動和生理狀態。我們認為多巴胺通過感官效價、生理和行為線索的組合式群體編碼來塑造內在的感知。
https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.04.037
校審：Freya（brainnews編輯部）
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