Parallel processing in the honeybee olfactory pathway: structure, function, and evolution
Parallel processing in the honeybee olfactory pathway: structure, function, and evolution
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蜜蜂嗅觉通路的并行处理：结构、功能和进化
DOI：
10.1007/s00359-013-0821-y
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发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Brill M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Rössler W;Brill M
动物在自然环境中面临着高度复杂和动态的嗅觉刺激，这些刺激需要快速可靠的嗅觉处理。并行处理是支持这一任务的感觉系统的共同原则，例如在视觉和听觉系统中，但其在嗅觉中的作用尚不清楚。对蜜蜂的研究主要集中在双嗅觉途径上。两组投射神经元通过蘑菇体和侧角的外侧束和内侧束以相反的顺序连接两个触角叶半叶的肾小球。比较研究表明，这种双通道回路在膜翅目昆虫中具有独特的适应性。影像学研究表明，在两个半叶肾小球接收多余的感觉输入。最近来自两个束的投射神经元的同时多单元记录显示了广泛重叠的反应谱，强烈表明平行的嗅觉处理。而外侧束神经元反应迅速，具有广泛（普遍）的特征，内侧束神经元是气味特异性的，反应较慢。与视觉通路中的“是什么”和“在哪里”子系统类似，这表明两个平行的嗅觉子系统提供“是什么”（质量）和“何时”（时间）信息。时间响应特性可能支持高中心的跨通道重合编码。平行嗅觉处理可能会增强对复杂气味混合物的感知，从而解码群居昆虫多样化和动态的嗅觉世界。
Animals face highly complex and dynamic olfactory stimuli in their natural environments, which require fast and reliable olfactory processing. Parallel processing is a common principle of sensory systems supporting this task, for example in visual and auditory systems, but its role in olfaction remained unclear. Studies in the honeybee focused on a dual olfactory pathway. Two sets of projection neurons connect glomeruli in two antennal-lobe hemilobes via lateral and medial tracts in opposite sequence with the mushroom bodies and lateral horn. Comparative studies suggest that this dual-tract circuit represents a unique adaptation in Hymenoptera. Imaging studies indicate that glomeruli in both hemilobes receive redundant sensory input. Recent simultaneous multi-unit recordings from projection neurons of both tracts revealed widely overlapping response profiles strongly indicating parallel olfactory processing. Whereas lateral-tract neurons respond fast with broad (generalistic) profiles, medial-tract neurons are odorant specific and respond slower. In analogy to “what-” and “where” subsystems in visual pathways, this suggests two parallel olfactory subsystems providing “what-” (quality) and “when” (temporal) information. Temporal response properties may support across-tract coincidence coding in higher centers. Parallel olfactory processing likely enhances perception of complex odorant mixtures to decode the diverse and dynamic olfactory world of a social insect.
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