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圣路易斯华盛顿大学新闻

对气味的新理解

大脑是如何探测气味的?

要找到答案,你可以依靠生物科学,使用高科技成像方法,或者研究解剖图。你甚至可以哲学地问,“到底什么是气味

或者,你可以转向工程学。

这就是圣路易斯华盛顿大学麦凯维工程学院副教授Ching ShiNung所做的。

最终,在普雷斯顿·m·格林电气部工作的Ching,系统工程学博士学生Sruti Mallik开发了模拟嗅觉行为的神经回路的计算模型。他们发现,这些模型也表现出某些特性,类似于在昆虫大脑的嗅觉感知过程中观察到的特性。

这项研究是与生物医学工程教授Baranidharan Raman合作进行的。这项研究发表在今年春天的《神经科学杂志》上。

为了建立一个模拟嗅觉过程的模型,研究小组首先必须数学地描述感官检测的过程。然后,他们建立了神经回路的计算模型,以最好地满足这些数学约束。

研究人员发现,这个模型发展出了一些突发性的特性——可以说,这些特性不仅仅是它们各部分的总和——类似于昆虫触角叶的特性,而触角叶对昆虫的嗅觉很重要。

“作为工程师,我们所做的是问,我们如何考虑建立一个大脑网络来探测不同的气味。”” Ching说,在探究这个问题的过程中,我们发现了一些在自然界中非常具有生物学意义的东西。

“这是令人兴奋的,因为它给了我们一个基于工程理论的新假设,关于大脑是如何实现这种感觉处理的。”

该团队计划将这个框架扩展到研究其他生物体的嗅觉处理,以及其他形式的神经信息处理。


圣路易斯华盛顿大学的麦凯维工程学院提倡独立探究和教育,强调科学卓越、创新和无边界的合作。麦凯维工程在各院系的研究和研究生项目中都名列前茅,尤其是在生物医学工程、环境工程和计算机方面,而且拥有全国最优秀的本科生项目之一。我们拥有140名全职教师、1387名本科生、1448名研究生和21000名在世校友,我们正在努力解决一些社会最大的挑战;培养学生在整个职业生涯中成为领导者和创新的能力;成为圣路易斯地区及其他地区经济发展的催化剂。
本研究得到了美国国家科学基金会EF-1724218 (S.C., B.R.)、iss -1453022 (B.R.)和CMMI-1653589 (S.C.)的资助。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://source.wustl.edu/2020/07/an-emerging-understanding-of-smell/