据国外媒体报道，日本科学家最近通过改变老鼠的基因，培育出了一只不怕猫的老鼠。在科学家展示的照片中，一只褐色老鼠离一只猫不到一英寸，在猫的身边嗅来嗅去。
日本研究人员认为，恐惧可能与嗅觉有关，只需通过关闭大脑中的某些感受器便可以克服恐惧。在用老鼠所做的一项实验中，研究人员确认并移除了老鼠大脑嗅球上的某些感受器，结果这些老鼠变成了一群无所畏惧的啮齿动物。
东京大学生物物理学与生物化学系的Hitoshi Sakano说：“它们察觉到了天敌的气味…比如一只猫、一只狐狸或雪豹的尿，但它们不会显示出任何恐惧。它们甚至表现出非常强烈的好奇心，但它们无法辨别那种气味是一种危险信号。所以这些老鼠和猫在一起非常开心。他们和猫一起玩。但在拍下这些照片之前，我们必须把猫喂饱。”
长期以来，科学家们一直认为，动物的恐惧可能是由它们灵敏的嗅觉唤起的。但这还是科学家首次发现嗅觉察觉以及它如何转化成恐惧出现在嗅球的不同部位。Sakano说：“我们的大脑如何理解这种气味信息呢？我们发现在哺乳动物的身体系统中有两条线，一条是天生的，另一条与后天学习探测嗅觉有关。”
Sakano和他的同事将老鼠分成两组，一组没有转化气味信息的感受器，另一组则没有探测气味的感受器。然后，研究人员让这些老鼠接触到象雪豹和狐狸之类的天敌的尿。Sakano说：“第一组老鼠不停地嗅，转来转去显示出极强的好奇心，但它们永远不知道危险的存在。”至于第二组，Sakano说：“它们在察觉气味方面很差劲，不过它们一察觉到狐狸的尿味就马上吓得不敢动了并装死。它们在察觉气味，识别并将察觉到的信息与它们的记忆结合起来方面很差。它们动作迟缓。不过一旦察觉到，它们马上就能辨别出这种危险。”
老鼠拥有大约1000个嗅觉感受器基因，而人类只有400个起作用的和大约800个不活跃的嗅觉感受器基因。他说：“我们的嗅觉很差。我们无法区分开今年的酒和去年的酒。”(杨孝文）
对正常小鼠来说，只要一点点的雪豹（snow leopard，猫科动物）尿液就能使它们浑身颤抖，落荒而逃。日本科学家近日通过实验去除小鼠的一组关键嗅觉细胞后，发现它们不再对雪豹尿液等气味感到害怕。这一发现有助于科学家深入理解嗅觉的内在机制。相关论文11月7日在线发表于《自然》杂志上。
哺乳动物的嗅觉神经元位于鼻腔的特殊结构——嗅觉上皮细胞中。嗅觉上皮细胞具有背腹两侧，嗅觉神经元在这两侧区域具有不同的作用机制，但科学家一直对其所知甚少。
在最新的研究中，日本东京大学的神经学家Hitoshi Sakano和同事通过基因工程手段，去除了小鼠嗅觉上皮细胞背侧的嗅觉神经元，并测试了它们对一系列气味的反应。
结果发现，正常小鼠被花生酱和小鼠气味所吸引，对狐狸腺体、雪豹尿液等气味则唯恐避之不及；而去除了嗅觉神经元的小鼠对花生酱等气味并不怎么感兴趣，对雪豹尿液等气味也并不怎么厌恶。不过通过学习，这些改造小鼠仍然能够学会厌恶这些气味。
研究人员总结说，这一实验表明气味是通过不同的途径到达大脑的，即嗅觉上皮细胞背侧嗅觉神经元负责传输天生的恐惧反应，而腹侧神经元负责后天学习的反应。
美国哈佛大学的神经学家Catherine Dulac认为，该研究在解释气味怎样转化成行动方面迈出了一大步。Sakano表示，人类可能拥有与小鼠相似的辨别气味的系统，不过后天的学习有时会否决先天的反应。他举例说，虽然纳豆（Natto）具有腐臭气味，但在东京仍然相当受欢迎。这是因为，虽然先天的反应告诉我们纳豆气味有害，不要去吃，但是很多人还是通过联想学习学会了喜欢它。（科学网 梅进/编译）
原始出处:
Nature advance online publication 7 November 2007 | doi:10.1038/nature06281; Received 3 August 2007; Accepted 14 September 2007; Published online 7 November 2007
Innate versus learned odour processing in the mouse olfactory bulb
Ko Kobayakawa1,6, Reiko Kobayakawa1,6, Hideyuki Matsumoto2, Yuichiro Oka1, Takeshi Imai1, Masahito Ikawa3, Masaru Okabe3, Toshio Ikeda4, Shigeyoshi Itohara4, Takefumi Kikusui5, Kensaku Mori2 & Hitoshi Sakano1
Department of Biophysics and Biochemistry, Graduate School of Science, The University of Tokyo, Tokyo 113-0032, Japan
Department of Physiology, Graduate School of Medicine, The University of Tokyo, Tokyo 113-0033, Japan
Research Institute for Microbial Diseases, The Osaka University, Osaka 565-0871, Japan
Laboratory for Behavioral Genetics, Brain Science Institute, RIKEN, Saitama 351-0198, Japan
Laboratory of Veterinary Ethology, The University of Tokyo, Tokyo 113-8657, Japan
These authors contributed equally to this work.
Correspondence to: Hitoshi Sakano1 Correspondence and requests for materials should be addressed to H.S. (Email: sakano@mail.ecc.u-tokyo.ac.jp).
Abstract
The mammalian olfactory system mediates various responses, including aversive behaviours to spoiled foods and fear responses to predator odours. In the olfactory bulb, each glomerulus represents a single species of odorant receptor. Because a single odorant can interact with several different receptor species, the odour information received in the olfactory epithelium is converted to a topographical map of multiple glomeruli activated in distinct areas in the olfactory bulb. To study how the odour map is interpreted in the brain, we generated mutant mice in which olfactory sensory neurons in a specific area of the olfactory epithelium are ablated by targeted expression of the diphtheria toxin gene. Here we show that, in dorsal-zone-depleted mice, the dorsal domain of the olfactory bulb was devoid of glomerular structures, although second-order neurons were present in the vacant areas. The mutant mice lacked innate responses to aversive odorants, even though they were capable of detecting them and could be conditioned for aversion with the remaining glomeruli. These results indicate that, in mice, aversive information is received in the olfactory bulb by separate sets of glomeruli, those dedicated for innate and those for learned responses.
