果蠅嗅小球之間的日常對話

氣味的偵測與編碼即便至今有大量的研究，然而其複雜程度仍遠高於我們目前的理解，特別是我們在環境中聞到氣味的混合物時，我們大腦是如何理解這些氣味，目前的理解仍有限。馬克思普朗克研究所的科學家Silke Sachse所帶領的團隊以鈣離子影像、操控細胞的基因表現、行為實驗等，找出特定的抑制性神經元，讓偵測討厭氣味的嗅小球能夠抑制偵測喜歡嗅小球的神經反應，如圖一。這樣的結果或許也能說明，當我們喜歡的氣味和噁心的氣味混合在一起的時候，有時候仍會是噁心的氣味！結果發表在Nature communication。

果蠅的嗅小球約有50顆，其中DM1、DM2、DM3、DM4已知和食物的氣味偵測較相關，而DL1和DL5則是偵測討厭的氣味。研究者首先使用了ethyl acetate(EA)和benzaldehyde(BA)兩種氣味，前者是食物相關，會誘發果蠅靠近。而BA則是會讓果蠅討厭。當兩種氣味混合時，依照EA的兩個濃度，果蠅在EA的高濃度混合氣味會仍然往前走，此時高濃度的混合氣味在果蠅的嗅小球會同時活化DM1-4和DL1、DL5。然而當EA的濃度降低時，果蠅的嗅小球的DM1-DM4就會被抑制。

研究者緊接著分別將DL1和DL5接收氣味的受器突變，DL1的受器突變後，DM1和DM4就不會被抑制，而DL5的受器突變後，DM3就不會被抑制。反過來當果蠅聞到EA時，若活化DL1(使用光遺傳學)，則DM1和DM4就會被抑制。而DL5可抑制DM3。因此研究者找到了產生抑制的源頭。

然而DL1和DL5究竟如何抑制DM相關的嗅小球呢？研究者緊接著先確認DM1-DM4的嗅覺投射神經元是被什麼分子抑制的，藉著藥物、抑制特定基因的方式，找到了是不同的兩種GABA受器。

最後研究者找到了特定的兩顆神經元，當抑制第一顆抑制性神經元合成GABA時，DM3的投射神經元就不會再被BA的混合氣味抑制。而另一顆抑制性神經元被抑制後，DM1和DM4的投射神經元也不會再被BA的混合氣味抑制。

總結來說，作者發現了兩條神經迴路，讓討厭的氣味能夠測抑制會造成靠近行為的嗅小球的反應。如圖一。

撰稿者：強敬哲C.C. Charng

參考資料：

Mohamed, A. A., Retzke, T., Chakraborty, S. D., Fabian, B., Hansson, B. S., Knaden, M., & Sachse, S. (2019). Odor mixtures of opposing valence unveil inter-glomerular crosstalk in the Drosophila antennal lobe. Nature communications, 10(1), 1-17.