Ученые выяснили, как мозг структурирует информацию о запахах — Naked Science
7 минут
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.
4 часа назад
13 минут
Александр Речкин

В учебниках истории XX века, на сотнях плакатах и в десятках кинофильмах о Второй мировой войне мы видели знаменитые танки, «катюши» и бороздящие небеса Ил-2. Давайте проверим, сможете ли вы отличить советскую военную технику от машин союзников и стран «оси».

Вчера, 15:24
5 минут
Илья Ведмеденко

Военно-морской флот получил многоцелевую атомную подводную лодку К-561 «Казань». Это один из самых совершенных кораблей такого типа в мире.

Позавчера, 17:46
17 минут
Александр Березин

SpaceX после затяжной серии аварий нормально посадила прототип Starship SN15. Огромная стальная ракета поднялась в воздух на десять километров, выполнила там сложные кульбиты, которые не могла сделать ни одна ракета ранее, а затем плавно опустилась вниз. Одни говорят, что это революция, другие — что «СССР так умел полвека назад». Кто прав и что будет дальше? Попробуем разобраться.

2 мая
62 минуты
Николай Цыгикало

Знаменитый ракетный комплекс «Искандер» стал одним из символов российской военной мощи. Он не покидает центра внимания экспертов и средств массовой информации, а его тактико-технические характеристики приводятся в каждом информационном ресурсе военной тематики. Но цифры цифрами, а что за ними? Посмотрим на работу «Искандера» с разных сторон, чтобы разобраться в принципах действия и логике конструктивных решений. Тогда глубина понимания позволит пройти дальше одних лишь цифр ТТХ, и при всей важности они окажутся не на первом месте. Наш материал — самый полный рассказ о работе «Искандера» в открытом доступе.

Позавчера, 17:46
17 минут
Александр Березин

SpaceX после затяжной серии аварий нормально посадила прототип Starship SN15. Огромная стальная ракета поднялась в воздух на десять километров, выполнила там сложные кульбиты, которые не могла сделать ни одна ракета ранее, а затем плавно опустилась вниз. Одни говорят, что это революция, другие — что «СССР так умел полвека назад». Кто прав и что будет дальше? Попробуем разобраться.

4 мая
4 минуты
Ольга Иванова

Ученые из Финляндии определили причины того, почему «собака бывает кусачей» по отношению к человеку и другим животным.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: