嗅球在不同脑状态下的气味编码策略及其神经机制研究

由于嗅球和情绪情感中枢如杏仁核、内嗅皮层等脑区有着广泛的神经联系，脑生理状态的变化可能会影响到嗅球的功能活动。申请者及他人的研究发现，嗅球在不同的脑状态下可采取相应的编码策略对特定气味刺激准确感知。但脑生理状态如何影响嗅球对多种气味的编码能力以及潜在的神经机制至今尚不清楚。本项目拟在清醒固定动物上采用电生理记录技术和神经药理学方法，通过64道独立给气刺激的方式，探讨脑生理状态对嗅球僧帽神经元气味感受的影响以及可能的神经机制；并使用脑功能磁共振成像技术研究不同脑生理状态所致的嗅球对特定气味刺激反应的拓扑模式和强度，以揭示嗅球在不同脑状态下对气味信息编码的策略和内在机制。

通过结合在体电生理记录、磁共振脑功能成像以及内源性光学成像技术，本课题系统研究了不同脑状态下嗅球对气味刺激的编码策略及潜在神经机制。本课题的研究结果表明，1）在不同麻醉程度状态下，气味刺激在嗅球所诱发的内源性光学信号的拓扑模式保持一致，但深度麻醉状态下往往会表现出更强的反应；2）磁共振脑成像信号与电生理局部场电位信号在不同麻醉状态下存在一定的相关性和差异，为磁共振脑功能成像的神经电生理基础提供了证据；3）不同麻醉剂诱发的麻醉状态的局部场电位信号表现出差异，为麻醉动物时选取不同的麻醉剂提供依据；4）在清醒自由活动状态下，嗅球僧帽细胞在不同的学习状态下对气味编码表现出不同的策略。该课题的研究结果进一步拓展了我们对嗅球的气味编码策略的理解和认识。