研究发现,OR和IR对气味刺激有着不同的反应动力学(Response Kinetics)。OR对气味刺激有强适应性,而IR无适应性。进一步研究发现OR的适应性是由Ca2+介导的。
通过改变[Ca2+]而调节果蝇嗅觉适应的状态,研究组发现,在弱气味背景下,嗅觉适应降低了嗅感觉神经元对新增刺激的敏感性;而在强气味背景下,嗅觉适应可通过避免系统饱和而增加对新增刺激的敏感性。所以,嗅觉系统通过适应机制可动态调节嗅感觉神经元对气味刺激的敏感性,从而拓宽其对气味的动态响应范围。这一发现进而提示,感觉神经元的适应可对系统的反应敏感性产生两种相互拮抗的调节:其一,适应引起系统的失敏(Desensitization)降低对新增刺激的敏感性;其二,适应可避免系统饱和(Alleviation of Saturation)而增加对新增刺激的敏感性。该发现更新了感觉神经生物领域内普遍接受的观点(主要来自视觉光感受器的经典研究),即适应在任何背景刺激下都可提高系统的敏感性。研究组根据以上实验发现及其提示建立了一个数学模型来解释嗅觉适应的调节机制,该模型也很好地解释了视觉光感受器的适应现象。适应性存在于所有感觉神经系统,该论文成果为理解各种感觉系统如何在维持灵敏度的同时拓宽动态响应范围提供了一个可能的普适机制。
PNAS. 2016;113 (7) E902-E911.