嗅觉系统结构及功能MR成像研究

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嗅觉器官结构及嗅觉形成机理在神经生物学教学中的实践

嗅觉器官结构及嗅觉形成机理在神经生物学教学中的实践

作者简介: 杨予涛,男,1972-07生,博士,副教授,E mail:yangyutao99@163.com收稿日期: 2019-06-13嗅觉器官结构及嗅觉形成机理在神经生物学教学中的实践杨予涛,徐志卿△ (首都医科大学基础医学院神经生物学系, 北京 100069; △通讯作者)摘要: 嗅觉器官结构及嗅觉形成机理是神经生物学课程的重要组成部分,也是神经生物学教学的重点和难点之一。

文章介绍了近年来在嗅觉器官结构及嗅觉形成机理教学中的经验,旨在进一步提高首都医科大学神经生物学课程的教学效果。

关键词: 嗅觉; 神经生物学; 教学方法中图分类号: Q2 文献标志码: A 文章编号: 2095-1450(2019)10-0779-02 DOI:10.13754/j.issn2095-1450.2019.10.07 神经生物学是一门涉及解剖学、生理学、细胞生物学、心理学等多学科的一门交叉科学,也是当今发展最快的学科。

我校于1997年起,开展了神经生物学的教学工作,授课的主要对象为我校临床医学长年制本科生和五年制本科生。

嗅觉作为化学感觉的一部分,是神经生物学课程的重要组成部分。

考虑到在以往其他课程的教学中已涉及嗅觉的教学,如何在神经生物学教学中突出深度,突出特色,是我校神经生物学教师面临的重要挑战。

本文总结了近年来在嗅觉器官结构和嗅觉形成机理教学中的经验,现介绍如下。

1 精选教学内容神经生物学是21世纪生命科学研究的领头学科,发展非常迅速。

神经生物学作为从生理学分支出来的学科,部分涉及的教学内容具有一定程度的重合性,但神经生物学的教学内容又具有一定的特色性和先进性。

鉴于授课的学生已具备一定的生理学知识,要想提高学生的听课热情,任课老师必须在教学内容的选择上精益求精,多下工夫。

由于神经生物学新的研究方法和研究成果不断涌现,知识更新很快,在嗅觉器官结构和嗅觉形成机理的教学中,我们要选取最新的教材,并适当加入最新的研究进展。

人类气味感知机制研究

人类气味感知机制研究

人类气味感知机制研究人类的嗅觉系统是一个复杂的生物学机制,它能够感知并辨认数以千万计的气味分子。

为了研究人类气味感知机制,需要对人类的嗅觉系统的结构和功能进行探索和研究。

嗅觉系统的结构人类嗅觉系统由几部分组成,包括鼻腔、嗅上皮和嗅神经系统。

鼻腔是气味感知的第一站。

它由两个相互独立的腔体组成,每个腔体包括呼吸道和气味传感器。

嗅上皮是一层覆盖在鼻腔内的薄膜。

在嗅上皮中,有大量的感觉细胞,这些细胞具有嗅觉受体,它们能够感知和辨认气味分子。

嗅神经系统是一组神经元,它们将对气味的感知信息传递到大脑,并在大脑中产生气味的感知和识别。

嗅觉系统的功能人类嗅觉系统的主要功能是感知、识别和解释环境中的气味。

当气味分子进入鼻腔时,它们会与嗅上皮中的感觉细胞结合。

当感觉细胞受到气味刺激时,它们会向嗅神经系统发送信号,这些信号随后从嗅神经系统传递到大脑,产生气味的感知和识别。

嗅觉系统的研究方法嗅觉系统的研究方法包括电生理学、动物行为学、功能成像学、心理物理学和基因组学等。

电生理学是研究嗅觉神经网络功能的重要工具。

它可以记录嗅觉神经元的电活动,并测量其对不同气味刺激的反应。

动物行为学可以研究以特定运动方式展现未成熟狗的特定行为,并了解这些行为机制的神经基础。

功能成像学技术,如磁共振成像(MRI)和正电子发射断层扫描(PET),可以在人类大脑中非侵入式地探测气味刺激的神经机制。

心理物理学则可以通过测量人类对气味的感知和识别能力来了解气味感知机制。

基因组学可以帮助研究人类气味感知基因的表达,从而进一步了解气味感知机制的分子基础。

嗅觉系统的研究意义对人类气味感知机制的深入研究,不仅可以增进我们对人类大脑认知和神经网络的了解,还可以为气味食品、香水、化妆品、药品、环保等领域的开发提供科学依据。

通过研究气味感知机制,可以开发出更加高效、安全、环保的气味物质。

另外,研究气味感知机制还可以为治疗气味失调症、精神障碍等疾病提供新的思路。

结语人类嗅觉系统的研究一直是人们关注的焦点。

嗅觉系统的结构与功能

嗅觉系统的结构与功能

嗅觉系统的结构与功能嗅觉是一种重要的感觉方式,可以帮助我们感知和辨别周围的气味。

嗅觉系统是由一系列相互配合的器官、神经元和脑区组成,通过各个部分的协同工作,使我们能够对各种气味进行感知和识别。

本文将深入探讨嗅觉系统的结构与功能。

一、嗅觉系统的结构嗅觉系统主要由嗅觉感受器官、神经元和大脑皮层组成。

以下将分别介绍这些组成部分的结构。

1. 嗅觉感受器官(嗅上皮)嗅上皮位于鼻腔上方,是嗅觉系统的起始点。

它包含了数以百万计的嗅觉感受器,这些感受器负责感知气味分子的化学信号。

嗅上皮的表面具有黏液性质,可以帮助吸附气味分子,并将其转化为神经信号。

2. 神经元嗅觉感受器连接着上行传导通路的神经元。

当气味分子被感知并转化为神经信号后,神经元将这些信号传递到嗅球,嗅球是位于脑部底部的一组神经结构,起到筛选和处理气味信息的作用。

3. 大脑皮层经过嗅球的处理后,嗅觉信息会被传递到大脑皮层中的嗅叶区域,该区域位于大脑的颞叶,负责对嗅觉信息进行整合、分析和解读。

嗅叶区域与其他脑区形成连接,进一步参与了对气味的情感反应和记忆的形成。

二、嗅觉系统的功能嗅觉系统担负着多种功能,包括气味感知、识别和情感反应。

以下将详细介绍嗅觉系统的功能。

1. 气味感知嗅觉系统能够感知范围广泛的气味,包括花香、食物气味、异味等。

当气味分子进入嗅上皮后,它们会结合嗅觉感受器,并激活神经元,产生相应的神经信号。

这些信号经过传递,最终被大脑解读为特定的气味。

2. 气味识别嗅觉系统不仅能够感知气味,还能够对气味进行识别。

这得益于嗅觉感受器的多样性,每个嗅觉感受器可以对特定类型的气味分子作出反应,并通过其结构来识别气味特征。

嗅觉系统将这些信息传递到大脑皮层,经过相应的处理后,我们可以准确地辨别出各种气味。

3. 情感反应嗅觉系统与情感紧密相连,它能够引发强烈的情感反应。

气味与某些特定的情绪和记忆联系在一起,当我们嗅到熟悉的气味时,会引发情感上的共鸣。

这是因为嗅觉系统与大脑的情感中枢直接相连,使得气味可以激活情感记忆,并引发相应的情感反应。

嗅觉和味觉ppt课件

嗅觉和味觉ppt课件
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(三)莱特的 振动理论 • 化学物质的 气味是与其 在电磁波元 红外区所固 有的分子振 动频率有关。 各类气味被 认为是由于 这些分子振 动频率不同 所致。
(四)毕特的 轮廓—官能团 理论 • 即分子的形 状、体积和 分子官能团 的属性、位 置。
嗅敏度
通常把人与动物对气味的敏感程度称做嗅敏度 (olfactory acuity)。人的嗅觉十分灵敏。当每毫升 空气含有107分子的丁硫醇时即能引起人的感觉,大约
区域(2.5cm2)称为嗅上
皮。
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结构特点
每一嗅细胞末端(近鼻腔孔处)有许多手指样的突
起,即纤毛,均处于粘液中。每个嗅细胞有纤毛 1000
条之多,因而使5平方厘米的表面面积实际上增加到
了600平方厘米。这一特点无疑地有助于嗅觉的敏感
性。嗅细胞的近颅腔处是纤细的轴突纤维,并由此与
嗅神经相连。这是有助于嗅觉敏感性的另一因素。
每次吸气时只要有 8个分子便可达到阈值。某些动物
的嗅觉更灵敏,例如狗对醋酸的敏感度比人高1000万 倍。同一种动物对不同气味物质的敏感度也不相同。
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嗅觉阈值
嗅觉阈值及其测定:在一定温度及压力下,把该物质 与纯空气区分开的最低浓度(在空气中),它的单位 有毫克/m3空气、mg/cm3空气及ppm。 韦伯(Webber)法则也适合于嗅觉:
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3.经常清洗鼻腔能够保护 鼻子和增加嗅觉灵敏度。 挖鼻孔只能起到清理到鼻 腔前部,鼻腔的中后部需 要用用生理盐水或比生理 盐水稍浓的盐水清洗。可 以采用洗鼻器,也可以采 用难度稍高的鼻子直接吸 水的方式进行清洗。
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4.经常接触有害气体也是 人们嗅觉下降的主要原因, 减少吸入汽车尾气、装修 产生的甲醛气体,减少暴 露在严重的雾霾天气里。 采取适当的防护措施,选 择适当防护级别的口罩、 防毒面具等。 5.按摩鼻中隔软骨、鼻根、 迎香穴、印堂穴,用拇指 食指按摩这些位置可以增 加鼻子的血液循环,提高 抵抗力,预防鼻炎、呼吸 道疾病等。

嗅觉障碍及其临床检测方法

嗅觉障碍及其临床检测方法

·综述·嗅觉障碍及其临床检测方法李楠徐心嗅觉与视觉、听觉、触觉一样是人类重要的特殊感觉功能,嗅觉障碍会严重影响人类的生活,其中对危险环境的识别能力下降或丧失甚至可对生命安全造成威胁。

嗅觉障碍可由多种原因引起,其中上呼吸道感染、头部外伤及鼻-鼻窦疾病是最常见的原因。

许多神经系统疾病亦表现有嗅觉障碍,嗅觉功能的研究对于神经内科的某些疾病的早期诊断及防治具有一定的意义。

Ansari等早在70年代就有研究证明嗅觉的功能障碍与一系列神经退行性疾病相关,包括阿尔茨海默病(alzheimer's disease,AD)、Down综合征(Down's syndrome,DS)、亨廷顿病(Huntington's disease,HD)、特发性帕金森病(idiopathic Parkinson's disease,IPD)等。

在神经病学理论中,嗅神经的地位已由第一对脑神经跃居为脑的组成部分。

关于嗅觉的检测,目前已有许多方法,包括主观嗅觉检测和客观嗅觉检测,但在神经病学临床查体中,嗅觉功能的检查尚未受到应有的重视。

一、嗅觉系统的解剖学研究与神经系统的其他感觉通路传导相比,嗅觉传导具有其独特的解剖学特点,即嗅觉的传导只有两级神经元组成。

嗅觉系统主要由嗅细胞、嗅神经、嗅球、嗅束及嗅皮质组成。

鼻腔的纤毛上皮细胞组成的神经纤维穿过前颅窝的筛板达到额叶表面的嗅球,嗅球为嗅觉的低级中枢。

嗅束为嗅球后部的条索状部分,它主要由僧帽细胞、簇状细胞的轴突纤维及皮层投射到嗅球颗粒细胞的纤维构成,还包括一些对侧嗅球与前嗅核(指在嗅球和嗅束的移行部有一小群散在的神经细胞)的传出纤维,嗅束为嗅觉信息的传入与抑制性传出的通路。

嗅皮质为嗅觉的高级中枢,位于颞叶、杏仁核及梨状区皮质,它分为初级嗅皮质及次级嗅皮质。

初级嗅皮质直接接收来自嗅球和前嗅核的纤维投射,有学者认为初级嗅皮质是气味的主观感觉区;次级嗅皮质接收来自初级嗅皮质的纤维投射,其发出的纤维主要投射到海马。

嗅觉研究进展--2004年诺贝尔生理学或医学奖获奖工作简介

嗅觉研究进展--2004年诺贝尔生理学或医学奖获奖工作简介

7III 种不同的嗅觉受体, 如果是平均分布, 每一嗅 上皮区内将有 60I 种神经元, 或 60I 种不同的嗅觉 受体。这四个嗅上皮区都是前后走向并包括鼻中隔 和鼻甲。因此, 每一区在鼻腔中都有其固定的空间 位置。由于每一种受体是固定分布在一定的分区之 中, 因此每一种受体在鼻腔中, 都有其固定的空间分 布。由于嗅受体在鼻腔中有空间分布的差别, 这种 空间分布的信息可以通过传入神经纤维, 反映在脑 内 ( 嗅球) 。嗅受体在鼻腔的这种分布特点, 也可以 看成是嗅信息在鼻腔中的初步空间编码。 在每一区, 不同的嗅受体是随机分布的。由于 是随机分布, 每一种受体都被不同种类的其它受体 包围。嗅神经纤维的末端, 面向鼻腔的一侧有很多 很长的纤毛, 嗅受体就分布在纤毛上。由于纤毛很 长 ( 可达 6II "!) , 同一类型的神经元虽然中间被其 它类型神经元隔开, 但它们的纤毛可以相互接触。 这种结构的优点是, 只要有嗅质存在于某一区内, 不 论在哪一位置, 它都有机会被相应的受体所感受, 从 而提高了机体对嗅质的敏感性。 ( 三) 嗅球中的信息传递 M 嗅球是嗅觉信息向 中枢传递的第二站。第一站的神经元是鼻腔上皮细 胞中的双极嗅觉神经元。它们将嗅觉感受器产生的 神经冲动传递到嗅球 中 的 二 级 神 经 元 ( 帽状神经
只表达一种嗅觉受体。这一特性成为嗅觉信息编码
图 !" 嗅觉受体分子结构图 ( 图中圆柱代表跨膜区)
的重要结构基础 ( 后述) 。 ( 二) 鼻腔中的嗅觉受体 M 不同种类的嗅受体 或嗅神经元在嗅上皮中不是随机分布的。在哺乳动
[ 77 ] 物, 它们分布在 J 个不同的区域 。啮齿类动物有
(6) 嗅觉受体基因家族是目前已 : 蛋白偶联受体: 嗅质与受 体结合后, 通过活化一种特殊的刺激性 : 蛋白 ! 亚 单位 ( :;!, 这种亚单位在有些文献中写成 :"/< ) , 活 化后的 : 蛋白可激活腺苷酸环化酶 ))) ( -=%.>/>/ +>( , 促使胞内的 ?@A 转化为 +?BA, 提高细胞 +/-$% )))) 内 +?BA 浓度。嗅神经纤维膜上有一种环核苷酸( 门控阳离子通道 ( +>+/2+ .#+/%",2=%(C-,%= +-,2". +3-.( .%/$) , +?BA 可以打开这一通道, 引起 D内 ( 也有少量 F- 内流) 提高胞内 D6E G G 6E G E 6E 6E

嗅神经位置、结构、功能及损伤机制

嗅神经位置、结构、功能及损伤机制

嗅神经位置、结构、功能及损伤机制
嗅神经是人体的第一对脑神经,也被称为I对脑神经,它负责嗅觉功能,即嗅味和嗅香的感知。

嗅神经
人的情绪有 75%由嗅觉产生
位置:嗅神经起源于大脑的嗅球,这个嗅球位于大脑的前下部,与鼻腔相连接。

嗅神经纤维从嗅球伸出,穿过颅骨的嗅神经孔进入鼻腔。

结构:嗅神经由多个嗅神经纤维组成,每个纤维都含有嗅觉感受器细胞的突触。

这些感受器细胞能够检测到气味分子,将气味信息转化为电信号,然后通过嗅神经传递到大脑。

功能:嗅神经的主要功能是传递气味信息到大脑,从而让我们能够嗅到和识别各种气味。

嗅觉是一种重要的感觉,它与食欲、情感、记忆等多个方面有关。

嗅觉信息经过嗅球后,会进一步处理和解释,然后传递到大脑的不同区域,包括与情感和记忆相关的部分。

损伤:嗅神经的功能障碍或损伤可能导致嗅觉丧失或减弱,这种情况被称为嗅觉缺失。

嗅觉缺失可能与多种因素有关,包括头部创伤、感冒、疾病、药物副作用等。

失去嗅觉功能可能会影响食欲、食物的味道、安全感。

嗅觉与味觉的分子机制及生理学特征研究

嗅觉与味觉的分子机制及生理学特征研究

嗅觉与味觉的分子机制及生理学特征研究嗅觉和味觉都是人类非常重要的感官。

无论是在日常生活中的饮食、香水、气味还是在医学上的疾病诊断中都起着至关重要的作用。

嗅觉和味觉的分子机制和生理学特征一直是生物学科学研究的重点。

本文将从嗅觉和味觉的分子机制、生理学特征和研究进展等方面对其进行系统的探讨。

嗅觉的分子机制及生理学特征嗅觉是通过嗅觉神经感受身边物质的气味来识别事物的。

嗅觉神经内的化学感受器被称为嗅觉受体,其位于嗅觉上皮中。

每个嗅觉受体可对应一种化学物质。

在嗅觉上皮内,嗅觉受体与嗅觉信息转导通道相关蛋白质发生互动,形成嗅觉信息传递通路。

这样,嗅觉每遇到一种化学物质,都会引起相关的嗅觉受体的反应,最终触发大脑所感知的特定气味。

在嗅觉过程中,嗅觉受体的选择性非常重要。

不同种类的嗅觉受体对应的化学物质数量不同,一些嗅觉受体能与多种化学物质发生互动。

在进一步处理后,嗅觉系统最终可以确定这个物质的气味属性。

与嗅觉相关的化学物质到达嗅觉受体细胞时,它们通过嗅觉受体细胞上的膜蛋白质,与嗅觉信息转导蛋白质发生互动,导致离子流动,进而激活下一级嗅觉受体神经元。

这个神经元接受来自多个嗅觉受体的输入,从而形成对特定气味的感知。

生理学研究表明,嗅觉信息传递通路可能发生在嗅觉神经系统到双侧大脑皮层的多个阶段。

除了是气味传导器的化学受体,嗅觉受体还可以表达在其他组织中,例如生殖细胞中。

尽管这些数据仍然只是个别数据,但他们表明,嗅觉受体可能在内分泌系统中发挥某些未知的生理作用,这也是嗅觉受体的同时表达所引起关注的一个话题。

味觉的分子机制及生理学特征味觉是指通过舌头上的味蕾识别事物的感官。

人体的舌上分布着大约2万个味觉感受单元,它们能够感知五种基本味道:咸、甜、酸、苦和鲜。

与嗅觉相比,味觉分子机制更加复杂。

不同的味觉感受单元,也就是味觉受体,可以识别许多化学物质。

与嗅觉不同的是,不同的味觉受体对应的化学物质数量较少。

与嗅觉信息传导通路不同的是,生物学家们尚不清楚味觉信息的传递方式到底是单一通路还是多个通道负责,甚至连味觉感受器都尚未完全明确。

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圈l-I.1正交线圈和八通道头线圈图像质量比较:a为正交线圈采集图像,b为八通道头线圈采集图像.
图I-1-2IR序列和sE序列TIWI比较。

(a和b)为嗅球层面,b为sE序列图像,可见磁敏感伪影(箭头),但基本不影响嗅球显示。

(c和d)嗅球嗅束结合部层面,d为sE序列图像,磁敏感伪影影响右侧唉球嗅柬结合部观察(箭头).(e和0嗅束层面,f为SE序列图像,磁敏感伪影影响右侧嗅柬观察(租箭头),两个序列均可显示左侧嗅柬,但sE序列图像对比度较IR序列差.
图1·l-3为冠状位嗅球嗅束层面的高分辨12和TIWI:(a ̄d)可见嗅球(箭头)。

(e和0为嗅球嗅柬结合部,形态变扁,直径变化(箭头)。

(g和h)为嗅束近端,接近视交叉及胼胝体嘴部,嗅束将要进入脑组织,箭头所指为嗅束。

嗅球嗅束均走行在嗅沟下方。

图l-I-4矢状位T2W1:可清晰显示位于前颅窝底的嗅
圈1-5轴位T1WI;两个箭头之问为嗅沟。

球全长,呈梭形(箭头).
中国协和医科大学博士学位论文结构成像
图I-2.IOEP-98C型嗅觉诱发电位仪
图卜2-2由前至后冠状面高分辨12和TIWl显示嗅球嗅束未发育,全程嗅沟未发育
臣1-2-3冠状面高分辨T2和TIWl显不双侧嗅球、左侧嗅柬未发育,而右侧嗅束存在:(a和b)双侧嗅沟存在,嗅沟下方未见嗅球显示。

(c和d)双侧嗅沟存在,但左侧嗅沟较浅,左侧嗅沟下方未见嗅柬显示,而箭头所指为右侧嗅束。

图l-24冠状面高分辨12和TIWI及矢状位T2WI显示双侧嗅球发育不良伴嗅束存在:(a和b)双侧嗅球(箭头)及嗅沟存在。

(c和d)双侧嗅束(箭头)。

(c)矢状位见嗅球(箭头)体积小。

图1.2.5冠状面高分辨T2和T1wI显示双侧嗅球发育不良伴嗅柬不发育:(a和b)双侧嗅沟前端存在,下方可见嗅球.但体积小(箭头)。

(c和d1双侧嗅沟后部未发育,双侧嗅束未见显示。

图1-2-6冠状曲高分辨12及TIWi显示左侧嗅球嗅柬未发育,左侧嗅沟后部不发育,两侧不对称;Ca和b)双侧嗅沟存在,但左侧较浅,右侧嗅球存在(箭头),体积尚可,左侧嗅球未显示。

(c和d)右侧嗅沟和嗅束(箭头)可见,左侧嗅沟后部和嗅束未发育。

图l-2-7冠状面高分辨T1WI显示双侧嗅沟前部未发育,后部嗅沟可见(箭头).
图2-8正中矢状位TIWI显示一例Kallmmm综合征患者垂体体积明显小,垂体柄纤细.
图I-2-9高分辨冠状面12及TIWl显示双侧嗅沟存在,深度相对正常,而嗅球嗅束不发育
图I-2-10轴位TIWI可见左侧嗅沟前部未发育,箭头示中断位置.
图I-3.I冠状面高分辨12和T1WI显示双侧直回软化灶。

双侧嗅球形态、信号未见明显异常。

图I-3-2冠状面高分辨’r2及T1WI显示双侧额叶直回和眶额回软化和陈旧出血改变,双侧嗅球、左侧嗅束损伤。

(a和b)双侧嗅球正常结构不能分辨,左侧嗅球区域见长Tl短亿陈旧出血信号(箭头)。

(c和d)嗅球嗅柬结合部层面,可见右侧嗅球嗅柬结合部结构显示(箭头),而左侧结构破坏。

(e和f)嗅束层面可见右侧嗅柬(箭头),左侧嗅束结构未见显示.
图l-33冠状面高分辨他和TIWI显示左侧嗅球异常信号。

两幅图像均可见双侧直回和眶额回软化和陈旧出血改变,以左侧为著。

另外双侧嗅球形态基本对称、正常(取侧箭头),但左侧嗅球呈异常短12信号,符合陈旧出血改变。

图1-34轴位和冠状位T2W1显示左侧额叶底部眶额回陈旧出血、水肿信号,冠状位显示较轴位清嘶。

图1.3.5轴位和冠状位T2WI显示左侧颞叶内侧软化灶和陈旧出血改变(箭头),病变在冠状上较轴位图像上显示明确。

图l—4.1一侧PD患者嗅球(冠状位T2WI和矢状位T'2WD图I-4-2一例PDS患者嗅球(冠状位T2WI和矢状位T2W1)
图l—4-3P2波潜伏期诊断PD的ROC曲线图
图I-4-560—69岁年龄组最小和最大嗅球体积诊断PD的ROC曲线
图l—4_459岁以下年龄组最小和最大嗅球体积诊断PD的ROC曲线
图l-4-670岁以上年龄组最小和最大嗅球体积诊断PD的ROC曲线
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