03.07.2020
Денис Гордеев

Ученые выяснили, как мозг структурирует информацию о запахах

3.5

Эксперименты на мышах показали, что обонятельная система классифицирует обонятельные стимулы на основе их химических и электрохимических свойств.

Запах изучать не так уж просто
Запах изучать не так уж просто / Uludag Sozluk

Работа ученых из Гарвардской медицинской школы, опубликованная в Nature, проливает свет на то, как наш мозг воспринимает и структурирует обонятельную информацию. Исследователи впервые описали, как взаимосвязь между различными запахами кодируется в обонятельной коре.

Обоняние позволяет животным определить химическую природу окружающего мира. Сенсорные нейроны в носу обнаруживают молекулы пахучего вещества и передают сигналы обонятельной луковице — специальной структуре мозга, где происходит первоначальная обработка запаха. Обонятельная луковица в основном передает информацию в пириформную, или же грушевидную, кору для более полной обработки.

В отличие от восприятия света или звука — стимулов, которые легко контролируются с помощью подстройки отдельных характеристик, таких как частота и длина волны, — восприятие запаха изучать гораздо сложнее. Часто незначительные химические изменения (например, несколько атомов углерода или кислорода) могут привести к значительным различиям в восприятии обонятельного стимула.

Авторы работы попытались проверить, как мозг идентифицирует связанные, но все же различающиеся запахи. Отбирая пахучие субстанции с хорошо изученной молекулярной структурой, ученые давали их понюхать мышам, анализируя при этом нейронную активность грызунов. Субстанции предварительно классифицировали при помощи методов машинного обучения, учитывая тысячи различных характеристик, таких как количество атомов, молекулярная масса, электрохимические свойства.

Расположение элементов обонятельной сенсорной системы у человека / ВУнивере

Перед проведением эксперимента были сформированы три набора пахучих субстанций, различающихся по своему разнообразию. Первый был наиболее многоплановым, второй обладал средней диверсифицированностью, а третий состоял из очень схожих по своей структуре молекул, различавшихся лишь длиной углеродной цепочки. Мышей подвергали воздействию разных наборов пахучих молекул.

Оказалось, нейрональные представления о запахе в обонятельной коре головного мозга отражают химическое сходство между раздражителями. Связанные запахи проходили одни и те же паттерны нервных клеток как в обонятельной луковице, так и в пириформной коре. Это позволяет животным категоризировать запахи и, возможно, связывать их с сенсорным опытом.

Дополнительный анализ выявил, что разнообразные химические особенности, такие как молекулярный вес или определенные электрохимические свойства, были достоверно связаны с характером нейронной активности. Информация, полученная из этих признаков, позволяла надежно предсказать реакции корковых нейронов на запах у одного животного на основе экспериментов с другим грызуном.

Исследователи также обнаружили, что эти нейронные представления о запахах были достаточно пластичными. Мышам неоднократно давали смесь двух запахов, и со временем соответствующие нейронные паттерны этих ароматов в коре мозга начинали коррелировать сильнее. Это происходило даже тогда, когда два запаха имели различную химическую структуру.

Открытие позволяет понять, почему у всех нас есть общая система взглядов на запахи и как так получается, что у разных людей опыт, связанный с обонятельными раздражителями, очень схож. «Все мы думаем, что запах лимона и лайма похожи, и согласны, что они пахнут не так, как пицца, но до сих пор мы не знали, как мозг организует такую ​​информацию», — говорит старший автор исследования, нейробиолог Сандип Роберт Датта.

Ранее мы писали о том, что немецкие ученые объяснили роль запахов во взаимоотношениях матери и ребенка, а их американские коллеги нашли способ избавиться от неприятных последствий выделений скунса.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 12:32
Алиса Гаджиева

Археологи обнаружили доказательства того, что доисторическое строение возрастом в 11 тысяч лет использовали для церемониальных действий, а потом преднамеренно засыпали землей.

Позавчера, 13:46
Александр Березин

Повелители тундростепей Евразийского континента, оказывается, вовсе не вымерли с концом ледникового периода. Вопреки тому, что считалось ранее, они выжили — как минимум на Таймыре и как минимум до 1900 года до нашей эры. А это на много веков позже постройки пирамиды Хеопса. Получается, человек не привел мамонта к вымиранию? Или, напротив, нашел затерянные на Таймыре остатки вида и уничтожил их совсем недавно? Это сложный вопрос, от которого зависит ответ на другой: могут ли слоны заселить Север России и в наши дни?

Позавчера, 13:37
Ольга Иванова

Американские исследователи пришли к выводу, что человеческий мозг уменьшился из-за процессов глобализации, кооперации и разделения труда.

19 октября
Илья Ведмеденко

В КНР испытали монолитный твердотопливный ракетный двигатель, имеющий самую большую тягу в мире. Разработка изделия важна для создания ракет тяжелого класса.

Позавчера, 12:32
Алиса Гаджиева

Археологи обнаружили доказательства того, что доисторическое строение возрастом в 11 тысяч лет использовали для церемониальных действий, а потом преднамеренно засыпали землей.

Позавчера, 13:46
Александр Березин

Повелители тундростепей Евразийского континента, оказывается, вовсе не вымерли с концом ледникового периода. Вопреки тому, что считалось ранее, они выжили — как минимум на Таймыре и как минимум до 1900 года до нашей эры. А это на много веков позже постройки пирамиды Хеопса. Получается, человек не привел мамонта к вымиранию? Или, напротив, нашел затерянные на Таймыре остатки вида и уничтожил их совсем недавно? Это сложный вопрос, от которого зависит ответ на другой: могут ли слоны заселить Север России и в наши дни?

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: