Healthy Research Rewards
ResearchHub is incentivizing healthy research behavior. At this time, first authors of open access papers are eligible for rewards. Visit the publications tab to view your eligible publications.
Got it
MT
Mohammad Tariq
Author with expertise in Olfactory Dysfunction in Health and Disease
Achievements
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
3
(67% Open Access)
Cited by:
1
h-index:
5
/
i10-index:
5
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Dynamics of odor-source localization: Insights from real-time odor plume recordings and head-motion tracking in freely moving mice

Mohammad Tariq et al.Nov 13, 2023
Animals navigating turbulent odor plumes exhibit a rich variety of behaviors, and employ efficient strategies to locate odor sources. A growing body of literature has started to probe this complex task of localizing airborne odor sources in walking mammals to further our understanding of neural encoding and decoding of naturalistic sensory stimuli. However, correlating the intermittent olfactory information with behavior has remained a long-standing challenge due to the stochastic nature of the odor stimulus. We recently reported a method to record real-time olfactory information available to freely moving mice during odor-guided navigation, hence overcoming that challenge. Here we combine our odor-recording method with head-motion tracking to establish correlations between plume encounters and head movements. We show that mice exhibit robust head-pitch motions in the 5-14Hz range during an odor-guided navigation task, and that these head motions are modulated by plume encounters. Furthermore, mice orient towards the odor source upon plume contact. Head motions may thus be an important part of the sensorimotor behavioral repertoire during naturalistic odor-source localization.
0
Paper
Citation1
0
Save
0

Using low-cost alcohol sensors to monitor real-time olfactory information during odor-guided navigation

Mohammad Tariq et al.Jun 10, 2019
Olfaction, an evolutionarily conserved chemosensory modality, guides navigation and decision-making in organisms from multiple phyla within the animal kingdom. However, using olfactory cues to guide navigation is a complicated problem. This is because the spread of odor molecules from the source is governed by turbulent and chaotic air currents, resulting in intermittent and spatiotemporally varying sensory cues as odor plumes. Precisely correlating olfactory information with behavior and neurophysiology from freely behaving animals has thus been a challenging avenue due to the dynamic nature of the odor plumes. Current technologies for chemical quantification are cumbersome and not feasible for monitoring the olfactory information at the temporal and spatial scales relevant for plume and odor tracking in animals. Here we present an alternate method for real-time monitoring of olfactory information using low-cost, lightweight sensors that robustly detect common solvent molecules, like alcohols. Paired recordings were made from these ethanol sensors with a Photoionization detector (PID) to precisely controlled ethanol stimuli. The ethanol sensor recordings were then deconvolved using a double exponential kernel, showing robust correlations with the PID recordings at behaviorally relevant time, frequency and spatial scales. Furthermore, the light weight of these sensors allows us to mount them on the heads of freely behaving rodents engaged in odor-guided navigation. Our preliminary experiments in mice show robust behavioral and neurophysiological responses correlated with ethanol plume contacts detected by these sensors.
21

Plume dynamics structure the spatiotemporal activity of glomerular networks in the mouse olfactory bulb

M. Lewis et al.Nov 26, 2020
Abstract Although mice locate resources using turbulent airborne odor plumes, the stochasticity and intermittency of fluctuating plumes create challenges for interpreting odor cues in natural environments. Population activity within the olfactory bulb (OB), is thought to process this complex spatial and temporal information, but how plume dynamics impact odor representation in this early stage of the mouse olfactory system is not known. Limitations in odor detection technology have made it impossible to measure plume fluctuations while simultaneously recording from the mouse’s brain. Thus, previous studies have measured OB activity following controlled odor pulses of varying profiles or frequencies, but this approach only captures a subset of features found within olfactory plumes. Adequately sampling this feature space is difficult given a lack of knowledge regarding which features the brain extracts during exposure to natural olfactory scenes. Here we measured OB responses to naturally fluctuating odor plumes using a miniature, adapted odor sensor combined with wide-field GCaMP6f signaling from the dendrites of mitral and tufted (MT) cells imaged in olfactory glomeruli of head-fixed mice. We precisely tracked plume dynamics and imaged glomerular responses to this fluctuating input, while varying flow conditions across a range of ethologically-relevant values. We found that a consistent portion of MT activity in glomeruli follows odor concentration dynamics, and the strongest responding glomeruli are the best at following fluctuations within odor plumes. Further, the reliability and average response magnitude of glomerular populations of MT cells are affected by the flow condition in which the animal samples the plume, with the fidelity of plume following by MT cells increasing in conditions of higher flow velocity where odor dynamics result in intermittent whiffs of stronger concentration. Thus, the flow environment in which an animal encounters an odor has a large-scale impact on the temporal representation of an odor plume in the OB. Additionally, across flow conditions odor dynamics are a major driver of activity in many glomerular networks. Taken together, these data demonstrate that plume dynamics structure olfactory representations in the first stage of odor processing in the mouse olfactory system.