Нейробиологи разобрались, как мозг узнает запахи за доли секунды

Американские ученые обнаружили, что распознавание запаха происходит в первые миллисекунды вдоха, еще до того, как сигнал доходит до коры головного мозга. За эту быструю реакцию отвечает обонятельная луковица, структура, находящаяся сразу за носовой полостью. Результаты представлены в журнале Nature Neuroscience.

Раньше считалось, что окончательный анализ запахов происходит в коре — зоне, отвечающей за мышление и восприятие. Но это оказалось не совсем так. Сигнал, захваченный миллионами рецепторов в носу, сначала направляется в обонятельную луковицу, где происходит его первичная расшифровка, потом передается в кору.

Ученые выяснили, что решающими оказываются первые 50 миллисекунд дыхательного цикла. Именно этот начальный импульс определяет, какой запах будет распознан. Мозг фиксирует самый ранний набор активированных нейронов и использует его как ориентир, а последующие сигналы подавляет. Этот механизм назвали временной фильтрацией.

В экспериментах на мышах команда применила оптогенетику (управление нейронами с помощью света) и специальный микроскоп для наблюдения за работой отдельных клеток. Опыты подтвердили, что конкретный запах всегда вызывает один и тот же начальный паттерн, независимо от его концентрации

Авторы работы отмечают, что их открытие переворачивает представление о коре как об исключительном центре обработки сенсорной информации. Оказывается, часть «решений» мозг принимает гораздо раньше, на уровне первичных структур. Аналогичный принцип уже известен на примере зрения: сетчатка глаза предварительно обрабатывает изображение. Исследователи полагают, что такой механизм универсален и позволяет организму быстрее реагировать на важные раздражители, экономя время.

Слышали новость? В Китае вывели помидоры с запахом попкорна.