Команда нейробиологов из разных стран провела исследование, целью которого было выяснить, как в нашем мозгу обрабатываются сведения о различных запахах. И как эти запахи объединяются в определенные категории.
Ричард Аксел и Линда Бак изучили, как воспринимается и кодируется информация о запахах. В ходе эксперимента ученые обнаружили около тысячи рецепторов на внутренней поверхности слизистой оболочки носа.
Исследование показало, что каждый рецептор реагирует на определенный сигнал, каждая молекула запаха имеет ряд свойств. Следовательно, любая молекула взаимодействует с несколькими рецепторами, то есть каждый запах представлен своеобразным штрих-кодом из комбинации различных рецепторов, с которыми вступает в реакцию. От рецепторов сигнал по нервным отросткам передается к обонятельной луковице.
Здесь нейроны от сходных рецепторов объединяются в гломерулы. Каждый запах получает смысловое наполнение, то есть возбуждаются гломерулы, ответственные за определенный запах.
Дальнейшее исследование, проведенное нейробиологами показало, что из обонятельной луковицы сигнал поступает в обонятельный отдел головного мозга, точнее в пириформную кору, которая связана с миндалевидными ядрами лимбической системы.
Здесь сигналы от рецепторов опять перемешиваются и формируются категории запахов. Так апельсин и лимон определяются в категорию цитрусовых. Как же происходит обработка сигнала в пириформной коре?
Специалисты из Америки и Италии провели ряд экспериментов на мышах, наблюдая как мозг зверька реагирует на различные запахи. Для опытов была создана библиотека из шести десятков запахов, которые отличались близким или далеким сходством.
Далее мышке предъявляли материал и регистрировали реакцию мозга. Так как для опытов использовались генномодифицированные зверьки, то реакцию можно было увидеть по светящемуся кальцию в нейронах. Таким образом ученые отмечали активность нейронов в обонятельной луковице и пириформной коре.
В итоге ученые получили сведения о количестве и расположении нейронов в обонятельной луковице и подобную картину в пириформной коре для каждого запаха. И сравнили результаты. Главный вопрос, который волновал исследователей - если запахи сильно отличаются друг от друга, насколько сохраняется это отличие в обонятельной луковице и нейронах коры?
Выяснилось, что области активных нейронов эпителия и обонятельной луковицы сходны. Это значит, что на данном этапе информация пока передается в неизменном виде. В пириформной коре часть связей распадается, а на смену им образуются новые. Получается, именно здесь образуются категории? Ученые предположили, что за счет образования новых связей запахи, не похожие по химическим характеристикам, начинают восприниматься как близкие.
Чтобы проверить эту теорию, мышам ввели токсин в пириформную кору, блокирующий образование новых связей между нейронами. В итоге получили в пириформной коре картинка практически не отличалась от подобной в обонятельной луковице. Таким образом предположение о новых нейронных связях подтвердилось. Новые связи образуются в течение всей жизни.
Это увлекательное исследование еще не закончено. Ученым предстоит выяснить, как именно образуются категории, какую роль играю индивидуальные особенности.
Все новейшие исследования в данной области мы разбираем на курсе повышения квалификации по неврологии.