Haftanın Fotoğrafı: Çekirge Beynindeki Koku Duyusu
Bu görüntü, kokuyu yorumlamaktan sorumlu burun ve beyin kısımlarını yansıtıyor.
Memi ve ark. Sinirbilim Dergisi, 2013.
Bu görüntü bir karnaval maskesi gibi görünebilir, ancak aslında memelilerin her koku aldıklarında kullandıkları temel yapıları gösterir. Resimdeki “ağız”, özel koku algılayan hücrelerle (yeşil) kaplı, gelişmekte olan bir farenin burun boşluğunu vurgular. Hayvan nefes aldığında, havadaki koku molekülleri bu hücreleri harekete geçirir ve bu hücreler daha sonra
koku alma soğanlarına -bu görüntüdeki “gözlere”- sinyal gönderir. Bu beyin yapısı, burun boşluğundaki hücrelerden gelen girdiyi işleyerek, çiçek açan bir çiçeğin kokusunu fırında pişen ekmekten ayırt eder.
Çekirge Beynindeki Koku Duyusu
Koku gibi duyusal bilgiler erken gelişim döneminde beyni değiştirebilir. Braubach ve diğerleri. The Journal of Neuroscience, 2013.
Koku soğanı — burundan koku girdisi alan beyin yapısı — erken gelişim süreci boyunca önemli ölçüde değişir. Bu görüntü, zebra balığı Danio rerio’nun koku soğanlarının hem boyut hem de karmaşıklık açısından nasıl büyüdüğünü göstermektedir (en üstteki en gençten en alttaki en yaşlıya doğru).
Kırmızı renkte görünen küresel yapılar, glomeruli olarak adlandırılır ve kokular hakkında bilgi taşıyan sinir liflerinden girdi alır. Bilim insanları, bu glomerulilerden bazılarının erken gelişim süreci boyunca nispeten değişmeden kaldığını, bazılarının ise farklı kokulara yanıt olarak ortaya çıktığını ve geliştiğini buldu. Bu keşif, deneyimlerin duyusal sistemlerin gelişimini fiziksel olarak nasıl etkileyebileceği konusunda yeni bir bakış açısı sağlıyor.
Koku bilgisi, üreme ve savunma gibi davranışları etkilemeye yardımcı olduğu amigdaladan geçer. Keshavarzi ve diğerleri. Sinirbilim Dergisi, 2014.
Bir koku, çevre hakkında çok şey söyleyebilir. Vahşi doğadaki hayvanlar için, potansiyel bir eşin veya takip eden bir avcının kokusunu hızla ayırt etme ve ona tepki verme yeteneği, bir yaşam ve ölüm meselesi olabilir. Koku bilgisinin işlenmesi, burun kanallarını kaplayan koku reseptörleri ile beyindeki nöronlar arasında etkili bir iletişim gerektirir.
Bu görüntü, bir farenin medial amigdalasında bulunan ve koku bilgisinin duygusal işlenmesinde rol oynayan iki tür nöronu (kırmızıyla gösterilmiştir) göstermektedir . Her iki tür de koku bilgisi alırken, bu bilgiyi farklı hücrelere iletirler ve bu da projeksiyonlarına yansır. Sol üstteki hücre, üreme ve savunma davranışlarında önemli bir beyin bölgesi olan, biraz uzaktaki hipotalamusa bilgi iletir . Sağ alttaki hücre, gönderdikleri sinyalleri azaltmak için yakındaki nöronlarla iletişim kurar. Bu hücreler birlikte, hayvanın kur yapmaya mı yoksa güvenlik için kaçmaya mı hazırlanması gerektiğini bilmesine yardımcı olur.
Beyin, kalıcı anılar yaratmak için kokuları ve duyuları birbirine bağlar.Campbell ve diğerleri. The Journal of Neuroscience, 2013.
Pavlov’un köpeklerini hatırlayın, zil çaldığında yiyecek beklemeleri için eğitilen sadık köpekler? Birçok hayvan dünyayı benzer şekilde öğrenir, deneyimleri iyi veya kötü hisler ve sonuçlarla ilişkilendirir. Meyve sinekleri de farklı değildir — belirli kokuları ödül veya ceza ile ilişkilendirmeyi öğrenebilirler.
Bu görüntü, meyve sineğinin beyninin mantar gövdesi adı verilen bir bölümünü gösteriyor. Araştırmacılar, bu ilişkilerin anılarının depolandığına inandıkları yapı. Şişkin başlıklar, diğer sinir hücrelerinden kokular ve ödül/ceza sinyalleri hakkında bilgi alan dendritlerden oluşuyor. Aksonlardan oluşan sap , bu bilgiyi sinir sisteminin diğer bölümlerine iletiyor. Araştırmacılar, öğrenme sırasında koku ve ödül/ceza sinyallerinin birbirine bağlandığına ve sineğin iyi kokuları kötü kokulardan hızla ayırt etmesini sağlayan anılar oluşturduğuna inanıyor.
Bilim insanları duyusal bilginin beyinde nasıl işlendiğine dair ipuçlarını böceklerde arıyor. Jortner ve diğerleri. The Journal of Neuroscience, 2007.
Beynin duyusal bilgileri nasıl işlediği konusunda yeni bir bakış açısı kazanmak için bilim insanları bazen böcekler gibi daha basit hayvanlara yönelir. Yukarıdaki görüntü bir çekirgenin beynindeki üç nöronu (ikisi yeşil, biri kırmızı) gösterir. Bu nöronların her biri, çekirgenin anteninden koku hakkında bilgi alan 10 ila 12 radyal dala veya dendrite sahiptir . Bu nispeten basit koku alma sisteminin mimarisinin bilinmesi, bir gün bu sistemin omurgalılarda nasıl çalıştığı hakkında yeni bilgilere yol açabilir.
Çekirge Beynindeki Koku Duyusu
Beyin kokuları nasıl takip ediyor? Bilim insanları böceklerdeki koku alma sistemini kullanarak beynin farklı kokulara nasıl tepki verdiğini ve bunları nasıl işlediğini inceliyorlar .Sinirbilim Dergisi, 13 Haziran 2012, 32(24):8138-8148; doi:10.1523/JNEUROSCI.1066-12.2012
Koku alma duyunuz evcil köpeğinizin yeteneklerinden çok daha az güçlü olsa da, araştırmacılar insan beyninin
en az bir trilyon farklı kokuyu tanıyabildiğini gösterdi ! Bu, koku alma sistemi adı verilen karmaşık bir sinir hücreleri ve beyin devreleri ağı sayesindedir.
