嗅觉提示有助于传递食物安全和小鼠之间的选择线索

我们可以理所当然地认为我们购买或种植的食物可以安全食用，但对于某些物种，同伴之间传递的信息可以帮助表明新的潜在食物来源是否安全。瑞士日内瓦大学(UNIGE)的神经科学家团队现已确定社交接触，感觉刺激和神经连接如何联系起来，以帮助指导啮齿动物的食物选择。发表在“科学”杂志上的研究也强调了社会联系在解释感官刺激和动物适应环境的能力中的作用。

“为了理解大脑如何感知食物，我们研究了动物模型中的食物选择，更具体地说，这些选择是如何构建的，以及它们是否可以受到影响，”基础神经科学系教授ChristianLüscher博士说。在UNIGE医学院。Lüscher及其同事在一篇题为“食物安全的社会传播依赖于前额叶皮层的突触可塑性”的论文中报告了他们的发现。

作者写道，食物消费最终是由身体的新陈代谢需求驱动的，但当我们吃东西时会受到外部因素的影响。捕食者的威胁可能会阻止饥饿的动物进食，而特别美味的食物可能会导致暴饮暴食，从而导致脂肪沉积。动物还可以使用从其邻居获得的信息来指导他们的食物选择。研究人员继续说，灵长类动物依赖主要的视觉线索，而啮齿动物则使用它们的嗅觉系统来检测其他啮齿动物呼吸中的气味，包括二硫化碳，CS2。“食物偏好(STFP)的这种社会传播发生在观察者小鼠暴露于喂食有香味食物的示范小鼠的情况下，推动对不同香味的替代食物的偏好。”

研究已经开始揭示嗅觉感觉神经元如何将信息传递到特定的大脑区域，Lüscher的团队多年来一直在研究与营养相关的大脑机制。对于他们的最新研究，该团队研究了小鼠的食物选择。生活在几十种动物的殖民地中的野生小鼠可适应环境并寻找新的食物来源。为了限制中毒的风险，指定的“品尝者”老鼠评估未知食物的安全性。“那么他们如何将这些信息传递给他们的同行呢?”Lüscher实验室研究员MichaëlLoureiro博士问道。“这些小鼠可以永久改变整个群体的喂养行为吗?我们想要了解在大脑中如何通过社会接触来建立先天与获得新行为之间的平衡。“

小鼠自然会选择百里香的味道而不是孜然，但他们可以训练吃孜然香料。为了测试老鼠如何将食物选择和喂养行为传递给同龄人，研究人员将一只吃过孜然味餐的“示范”老鼠与仍然偏爱百里香的“观察者”老鼠接触。将两只小鼠在同一笼中饲养30分钟，24小时后，给观察小鼠选择两餐，一种用百里香调味，另一种用孜然调味。在前一天与孜然食用的示范者一起被安置，观察者小鼠对孜然表现出兴趣，表明它已经在示范小鼠上检测到孜然气味分子。有趣的是，这只有在观察者不熟悉食物来源时才有效。“......证实安全信号的传输，

检测特定气味和CS2通过嗅球激活梨状皮层(PiC)中的神经元，然后触发神经元信号。研究人员对神经元进行了标记，这些神经元在将嗅觉信息从演示者传递到观察者中发挥作用，包括投射到内侧前额叶皮质(mPFC)核伏隔核(NAc)投影仪和丘脑室旁核(PVT)的神经元。 )，分别涉及决策和厌恶记忆的表达。“我们观察到这些神经元不仅从嗅觉感觉皮层接收信息，而且还因此修改了神经间通信，”Loureiro指出。“根据特定的大脑路径，学习一种新气味可以加强突触连接并改变动物与其他老鼠接触后的自然选择：首先，嗅觉系统检测到气味。嗅觉皮层然后连接到前额叶皮层，参与决策选择，而选择决策与腹侧纹状体相连，腹侧纹状体管理动机和寻找奖励。

当研究小组使用一种称为光遗传学的技术来关闭两只小鼠接触时诱发的神经变化时，观察者小鼠没有表现出孜然记忆。“老鼠转身离开小茴香，”Lüscher说道。“通过消除我们已经确定的网络连接的强化，我们证明了我们怀疑的机制对于通过社交联系进行学习是必要的。”

作者说，他们的研究结果证实，针对NAc的信号传导途径对于社会环境中嗅觉线索驱动的食物偏好至关重要。“...我们证明STFP采集增加了mPFC中PiC-NAc投影仪的兴奋性传播，这是行为改变的原因。因此，我们的研究为食物摄入行为的复杂性增加了一个回路，可能会为了生存而超越直接的代谢需求。“

UNIGE科学家的研究结果为社会互动和相关学习的神经生物学机制提供了新的见解。可行的是，人类中类似机制的破坏或功能障碍可能会支撑自闭症患者的社会困难。如果感觉皮层无法处理外部刺激，同伴信息可能无法充分融入前额叶皮质，这将破坏进一步的传播，使得更难以解释外部刺激。“理解需要哪些网络和机制来整合从另一个人那里获得的新信息，以及这些信息如何用于适应环境是基本问题，”Loureiro指出。“事实上，这些机制在一些神经发育障碍中似乎功能失调，例如自闭症谱系障碍。