快速气味物质代谢通过嗅球的输入与输出组织基于身份和时序的气味表征

感觉神经元以其群体中跨神经元的、刺激特异性的活动模式来编码有关外界刺激的信息。在哺乳动物嗅觉系统中，嗅觉感觉神经元（OSNs）通过气味分子特异性的组合模式来编码气味身份，而这些模式在时间上受到吸气过程的组织。我们利用清醒小鼠中基于受体定义和功能定义的OSN群体，研究了决定这些与吸气相关模式的刺激特征。我们发现，许多由气味分子诱发的反应在化学调谐和时间动力学方面均偏离了当前关于受体-配体结合及基于敏感性的时序关系模型。这些偏离可以由气味分子在嗅黏膜内的快速代谢得到很好解释；这种代谢会生成次级气味分子，从而在一次呼吸过程中激活额外的OSN。这一过程从根本上重塑了在自然发生浓度和与感知相关时间尺度上的气味表征。重要的是，我们发现时间特征能够稳健地区分吸入的气味分子与代谢生成的气味分子，并且这些时间差异在嗅球输出层面仍然存在。我们的结果提示，与吸气相关的时间结构在气味编码中具有一种新的作用——消除吸入气味分子与体内生成气味分子之间的歧义——并提出这样一种可能性：神经系统可能基于时间动力学对外源性和内源性嗅觉刺激进行差异化处理。

感觉神经元以其群体内跨神经元的、刺激特异性的活动模式来编码关于外界刺激的信息。在哺乳动物嗅觉系统中，嗅觉感觉神经元（OSNs）通过气味物质特异性的组合活动模式来编码气味身份，而这些模式在时间上受吸气过程的调制。我们利用清醒小鼠中基于受体定义和功能定义的OSN群体，研究了决定这些与吸气相关模式的刺激特征。

我们发现，许多由气味物质诱发的反应在化学调谐性和时间动态方面都偏离了当前关于受体-配体结合以及基于敏感性的时序关系模型。这些偏离可由气味物质在嗅黏膜内的快速代谢很好地解释；这种代谢会生成次级气味物质，并在单次呼吸内激活额外的OSN。该过程从根本上重塑了在自然存在的浓度范围以及与知觉相关的时间尺度上的气味表征。重要的是，我们发现时间特征能够稳健地区分吸入的气味物质与由代谢生成的气味物质，并且这种时间差异在嗅球输出层面依然存在。

我们的结果提示，与吸气相关的时间特征在气味编码中具有一种新的作用——用于消除吸入气味物质与体内生成气味物质之间的歧义——并提出这样一种可能性：神经系统可能基于时间动态的差异，对外源性和内源性来源的嗅觉刺激进行差异化处理。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.01.735924v1?rss=1

🏷️ 嗅觉编码 嗅觉感觉神经元 嗅球 气味代谢 时间动力学