中缝背核5-羟色胺能神经元在小鼠嗅觉感知过程中的功能

The olfactory nervous system encodes odor information mainly in the primary center-olfactory bulb, and the serotoninergic (5-HT) neurons in the dorsal raphe nucleus and the olfactory bulb are very closely projected. Therefore, it is important to study how this neuron modulates olfactory bulb function in order to correctly understand the neural mechanism of olfactory perception. This project intends to adopt the experimental method of Go/no go behavioral observation combined with chemical inheritance and in vivo electrophysiology of conscious animals. By observing the difference in behavior between mice with serotoninergic neuron-specific damage in the dorsal raphe nucleus and normal mice during odor discrimination learning, and comparing the differences of olfactory bulb electrophysiological signals between the two mice during odor discrimination, this project will clarify the role of 5-HT neurons in dorsal raphe nucleus in characterizing odor types and odor value information in the olfactory system of mice. The results of this study will enable us to have a better understanding of the coding and decoding of the olfactory system of mice for odor information as well as the neural mechanism of the whole olfactory perception process.

嗅神经系统对气味信息的编码主要在初级中枢-嗅球内完成，而中缝背核5-羟色胺能神经元与嗅球之间的相互投射非常密切，因此，研究该神经元如何调制嗅球功能对于正确理解嗅觉感知的神经机制具有重要的意义。本项目拟采用Go/no go行为学观测结合化学遗传以及清醒动物在体电生理的实验方法。通过观察中缝背核5-羟色胺能神经元特异性损毁的小鼠与正常小鼠在气味辨别学习过程中的行为差异以及比较两种小鼠在气味辨别过程中嗅球电生理信号之间的差别，本项目将阐明中缝背核5-羟色胺能神经元在小鼠嗅觉系统表征气味类型、气味价值信息中的作用。研究成果能使我们对小鼠嗅神经系统对气味信息的编码解码方式乃至整个嗅觉感知过程的神经机制有更进一步的理解。

嗅神经系统对气味信息的编码主要在初级中枢-嗅球内完成，而中缝背核5-羟色胺能神经元与嗅球之间的相互投射非常密切。因此，研究该神经元如何调控嗅球功能对于正确理解嗅觉感知的神经机制具有重要的意义。.本项目研究比较了在气味诱发条件下嗅球僧帽/簇状细胞光纤钙信号和电生理信号的特性和差异。发现气味诱发僧帽/簇状细胞钙信号、局部场电位和单位放电反应类型以及反应时相特征均表现出各自特点。气味诱发僧帽/簇状细胞钙信号分别与局部场电位的beta振荡相关性最高、high gamma振荡相关性其次、单位放电相关性最差。.本项目利用光纤钙记录实时特异性地监测中缝背核5-羟色胺能神经元在被动给气、Go / go、Go / no go气味分辨任务中荧光钙活动的变化规律。发现中缝背核5-羟色胺能神经元及投射到嗅球的5-羟色胺能轴突末梢携带的是气味的价值信息。.本项目利用光纤钙记录和在体电生理记录小鼠在清醒头部固定Go / no go任务中气味诱发的嗅球僧帽/簇状细胞电活动，发现气味诱发的僧帽/簇状细胞电活动具有可塑性。进一步研究损毁中缝背核5-羟色胺能神经元对在Go / no go气味分辨任务中诱发的僧帽/簇状细胞电活动的影响，发现损毁中缝背核5-羟色胺能神经元后，抑制了僧帽/簇状细胞电活动的可塑性，证明了中缝背核5-羟色胺能神经元可以调控嗅球僧帽/簇状细胞的气味反应可塑性。