Central Processing of Plant Odor Mixtures and Single Odorants in the Moth Heliothis virescens

Abstract

SamandragInsekt nyttar luktesansen til mange formål som er avgjerande for overlevnad og reproduktiv suksess. Ein veksande kunnskapsbase tyder på at miksturar av nokre få biologisk relevante plantevolatiler kan vekke atferdsmessige responsar i insekt medan einskilde volatiler har liten effekt. Mykje forsking er gjort på nevral prosessering av binære duftblandingar i det primære luktesenteret til insekt, men ein veit lite om korleis informasjon om blandingar av mange komponentar vert handsama i høgare ordens hjernesentra. Denne studien tok sikte på å utforske prosessering av informasjon om biologisk relevante plantedufter og komplekse duftblandingar i høgare ordens luktesentra i nattflyarten Heliothis virescens. Insekt vart stimulerte med primære plantedufter og komplekse duftblandingar medan intracellulære registreringar vart utførte på høgare ordens nevron i laterale og superiore protocerebrum. Nokre nevron vart òg karakteriserte morfologisk ved intracellulær fargeinjeksjon, og eit av desse nevrona vart rekonstruert digitalt i tre dimensjonar og registrert inn i eit standard hjerneatlas som er konstruert for denne arten. Nevrofysiologiske analyser viste at duftblandingane vekte responsar med høgare sannsyn enn enkeltdufter i desse høgare ordens nevrona. Mange nevron skilde mellom blandingar og enkeltkomponentar ved å svare med ulik styrke på dei to typane stimuli, men det var ikkje noko fast forhold mellom responsmønstera eit nevron utviste for ei blanding og responsmønstera nevronet utviste for komponentane i blandinga. Resultata viste òg at mange nevron kunne skilje mellom to komplekse blandingar som var kjemisk nært slekta. Blandingane vakte dei sterkaste responsane I storparten av nevrona, men eit nevron svarte spesifikt på berre éin primær odorant. Desse resultata tyda på at informasjon om primære plantedufter vert integrerte i høgare ordens nevron på ein ikkje-lineær måte som er spesifikk for kvar duftblanding og kvart enkelt nevron. Vidare utviser høgare ordens nevron primært synergi for duftblandingar, men informasjon om spesifikke enkeltdufter er òg bevart i høgare hjernesentra.