Исследовательское сотрудничество, в котором участвуют ученые из Констанца и японских университетов Саппоро и Токио, исследует восприятие запаха у ночного американского таракана. Как и для большинства животных, тараканам очень важна обонятельная информация.
У американского таракана есть две исключительно хорошо развитые антенны, которые позволяют ему последовательно исследовать обонятельную среду. Они оснащены обонятельными рецепторами, которые взаимодействуют со специфическими обонятельными молекулами. Благодаря расположению рецепторов на антеннах, которые могут достигать длины от четырех до пяти сантиметров, что соответствует размеру тела таракана, насекомые получают информацию о пространственном положении одоранта.
Поскольку все рецепторные нейроны одного типа сходятся в одном клубочке, считалось, что пространственная информация, связанная с их расположением на антенне, теряется.Исследователи сосредоточились на запахе полового феромона самки таракана. Когда они исследовали мужской макрогломерулус — большую клубочковую структуру, предназначенную для получения и передачи информации, связанной с половыми феромонами женщин, — ученые обнаружили, что она отражает пространственное расположение рецептора половых феромонов на антеннах. Используя различные методы визуализации, доктор Марко Паоли из Университета Констанца смог нанести на карту мозг таракана, таким образом задокументировав пространственную структуру, которая позволяет ему обрабатывать обонятельные молекулы.
Нейроны из дистальной части антенны иннервируют медиальную часть макроклубочков, тогда как нейроны из более проксимальной части антенны иннервируют более латеральную часть. Таким образом, исследователи смогли показать, что пространственная информация, генерируемая антенной, сохраняется в макроклубочках и передается в грибовидное тело, предполагаемый центр формирования пространственной памяти.
Рецепторы, расположенные рядом с каждым на антенне, также можно найти рядом друг с другом в макроклубочках.В исследовании описывается первая нейронная архитектура, способная кодировать пространственное расположение одорантов. Это не только подтверждает, что тараканы имеют доступ к пространственным представлениям своего внутреннего мира, но также предполагает, что они могут внутренне создавать пространственное представление окружающего обонятельного ландшафта.
Рабочая группа Джованни Галиции изучает, можно ли применить эти результаты к другим насекомым, таким как мухи и пчелы, у которых очень короткие усики. В конечном итоге все это предоставит важную информацию об основных механизмах обработки информации в головном мозге, включая человеческий мозг.