Авторы нового исследования экспериментально выяснили, какие части мозга участвуют в обработке информации о запахах. Детальную картину пути ольфакторных данных позволило построить наблюдение за отдельными нейронами.
Группа ученых провела исследование активности мозга во время восприятия и обработки запахов. Обычные для изучения этой области эксперименты на животных регистрируют нейронную активность при выполнении заданий, но это лишь косвенно описывает восприятие ольфакторной информации.
Для изучения этих процессов у людей применяют методики, измеряющие общую активность мозга с низким разрешением. Развитие технологии глубинных электродов позволило ученым регистрировать активность отдельных нейронов и связывать ее непосредственно с восприятием запахов.
Группа исследователей провела эксперимент с модифицированными вживляемыми электродами на добровольцах. Они смогли увидеть и проанализировать активность тысяч отдельных нейронов людей в ответ на запахи. Результаты расширили понимание того, как мозг обрабатывает ольфакторную информацию. Об эксперименте рассказано в статье для журнала Nature.
В исследовании участвовали пациенты, которым уже установили электроды для мониторинга активности мозга при эпилепсии. Они вдыхали запахи — чеснока, розы, кофе, лакрицы и других продуктов, в то время как ученые следили за нейронной активностью в пяти областях мозга.
Наиболее точную классификацию запахов производил палеокортекс — область мозга, где расположена обонятельная луковица. Также в обработку запахов оказались вовлечены амигдала, гиппокамп и энторинальная кора, хотя с меньшей точностью и скоростью обработки информации. Амигдала среди прочего отвечала за восприятие «приятности» запахов, а гиппокамп оказался необходим для их распознавания и называния.
Поразительным открытием стало обнаружение «концептуальных нейронов». Они проявляли активность, точно идентифицируемую как «реакция на запах», в ответ на запах лакрицы, ее изображение и даже на слово «лакрица». Это открытие заставляет пересмотреть роль палеокортекса. Ранее считалось, что он выполняет исключительно сенсорные функции, но теперь становится ясно: он участвует в создании когнитивных концепций. Парагиппокампальная извилина, важная для памяти, не была задействована в обработке запахов вовсе.
Новая научная работа открывает множество направлений для изучения. Ученые заинтересованы в исследовании того, как концептуальные нейроны реагируют на воображаемые запахи или каким образом различные субрегионы гиппокампа и амигдалы участвуют в восприятии запахов.