Η αντίληψη της οσμής είναι ταυτόσημη με την αντίληψη της μελωδίας ενός τραγουδιού: όπως αντιλαμβανόμαστε τις νότες στη σωστή σειρά για να καταλάβουμε ένα τραγούδι, έτσι και ο εγκέφαλος χρειάζεται την χρονική σωστή ενεργοποίηση των εγκεφαλικών συστάδων για να αναγνωρίσει τι μυρίζει.
Πώς ξεχωρίζουν οι άνθρωποι και τα άλλα ζώα τη μυρωδιά χαλασμένων θαλασσινών από τη δελεαστική μυρωδιά μιας ώριμης μπανάνας; Μια νέα έρευνα από το Πανεπιστήμιο Langone Health στη Νέα Υόρκη δημιούργησε τεχνητά δημιουργημένες οσμές για να βοηθήσει να αποκαλυφθεί η πολύπλοκη αλυσίδα γεγονότων που επιτρέπει μια οσμή να ξεχωρίσει από μια άλλη.
Στις βαθιές εσοχές της μύτης μας υπάρχουν εκατομμύρια αισθητικοί νευρώνες που, μαζί με τα μάτια και τα αυτιά μας, βοηθούν να αντιληφθούμε τον κόσμο γύρω μας. Όταν διεγείρονται από μια χημική ουσία με οσμή ή από μια μυρωδιά, στέλνουν νευρικές ώσεις σε χιλιάδες συστάδες νευρώνων στα σπειράματα, που αποτελούν τον οσφρητικό βολβό, το κέντρο όσφρησης του εγκεφάλου.
Διαφορετικά μοτίβα ενεργοποίησης των σπειραμάτων είναι γνωστό ότι δημιουργούν την αίσθηση μιας συγκεκριμένης οσμής. H πυροδότηση ενός σετ σπειρωμάτων προκαλεί την αίσθηση ότι μυρίζουμε ανανά, η πυροδότηση ενός άλλου μας φέρνει στο νου τις μπανάνες.
Αντίθετα με άλλες αισθήσεις, όπως η όραση και η ακοή, οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν ποια χαρακτηριστικά μιας συγκεκριμένης οσμής χρησιμοποιούνται από τον εγκέφαλο για να την αντιληφθεί. Όταν βλέπεις το πρόσωπο ενός ατόμου, ίσως θυμάσαι τα μάτια του, κάτι που θα σε βοηθήσει να αναγνωρίσεις το άτομο αυτό και στο μέλλον.
Αλλά τα αυτιά και η μύτη μάλλον είναι λιγότερο σημαντικά στο πώς ο εγκέφαλος αναπαριστά αυτό το άτομο. Οι ερευνητές προσπάθησαν να αναγνωρίσουν τα διακριτά χαρακτηριστικά που περιλαμβάνονται στη διαμόρφωση της αναπαράστασης των οσμών στον εγκέφαλο.
Για να το κάνουν αυτό, χρησιμοποίησαν μια τεχνική που ονομάζεται οπτογενετική (optogenetics) ώστε να ενεργοποιήσουν τα σπειρώματα σε ποντίκια. Η οπτογενετική χρησιμοποιεί το φως για να διεγείρει συγκεκριμένους νευρώνες στον εγκέφαλο. Μπορεί, επίσης, να βοηθήσει στον καθορισμό της λειτουργίας συγκεκριμένων περιοχών του εγκεφάλου.
Διαβάστε σχετικά: Σε 13 λεπτά η μουσική διώχνει τη θλίψη και σε 9 λεπτά μας κάνει πιο ευτυχισμένους
Ενεργοποιώντας συγκεκριμένα μοτίβα δραστηριότητας στα σπειρώματα, οι ερευνητές δημιούργησαν “συνθετικές οσμές”, τις οποίες τα ποντίκια αντιλήφθηκαν σαν αληθινές. Αρχικά εκπαίδευσαν τα τρωκτικά να αναγνωρίζουν την ενεργοποίηση έξι συγκεκριμένων σπειρωμάτων, κάνοντάς τα να αντιληφθούν μια οσμή που ήταν άγνωστη για τους ερευνητές.
Τα ποντίκια ανταμείφθηκαν με νερό όταν αναγνώρισαν τη σωστή οσμή και έπιναν νερό από ένα στόμιο. Όταν ενεργοποιούνταν άλλα σπειρώματα -δημιουργώντας μια διαφορετική οσμή- δεν υπήρχε ανταμοιβή.
Οι ερευνητές, τότε, άλλαξαν το συγχρονισμό και το συνδυασμό των ενεργοποιημένων σπειρωμάτων και παρατήρησαν πώς αυτή τους η ενέργεια επηρέασε τη συμπεριφορά των ποντικών. Αυτό το βήμα τους επέτρεψε να καθορίσουν πόσο σημαντικό ήταν κάθε σπείρωμα για την ακριβή αναγνώριση της οσμής. Κάθε σπείρωμα, στην πραγματικότητα, λειτουργεί σαν ένα μικρό αυτόνομο αισθητηριακό όργανο μέσα στον οσφρητικό βολβό.
Βρήκαν ότι η αλληλουχία της ενεργοποίησης των σπειρωμάτων ήταν καθοριστικής σημασίας για την αντίληψη της οσμής. Όταν άλλαξαν τη σειρά ενεργοποίησης του σπειρώματος και επέλεξαν ποιο θα ενεργοποιείτο πρώτο, τα ποντίκια έδειξαν μια πτώση της τάξης του 30% στην ικανότητά τους να αισθάνονται τη σωστή οσμή. Όταν άλλαξαν το τελευταίο (σπείρωμα) που ενεργοποιούνταν, υπήρξε μόνο 5% μείωση στην ικανότητα εντοπισμού.
Δημιουργήσαμε ένα τεχνητό μοτίβο ενεργοποίησης ή μια τεχνητή οσμή και εκπαιδεύσαμε τα ποντίκια να το αναγνωρίζουν, εξηγεί ο βασικός συγγραφέας Ντιμίτρι Ρίνμπεργκ. Μετά, τροποποιήσαμε το μοτίβο εκείνο για να δούμε ποια ήταν τα πιο σημαντικά σήματα για τη διαμόρφωση της αντίληψης. Το θέμα είναι ότι δεν έχουμε ιδέα τι μυρίζουν τα ποντίκια στην πραγματικότητα -αν είναι ένα μήλο ή ένα πορτοκάλι, αν βρωμάει ή αν είναι ευχάριστο!
Ο Ρίνμπεργκ παρομοιάζει την αντίληψη της οσμής με την αντίληψη της μελωδίας ενός τραγουδιού: οι νότες -που σε αυτή την περίπτωση αντιπροσωπεύουν τα ενεργοποιημένα σπειρώματα- είναι πολύ σημαντικές. Αλλά χωρίς το σωστό συγχρονισμό, το τραγούδι ή η αντιληπτική εμπειρία καταστρέφεται.
Η αντιμετάθεση των δύο πρώτων νοτών μπορεί να οδηγήσει σε μια εντελώς καινούρια μελωδία. Όταν μυρίζουμε κάτι, αυτό δεν έχει να κάνει μόνο με το ποια σπειρώματα ενεργοποιούνται αλλά και με το ποια χρονική αλληλουχία ακολουθούν.
Ο Ρίνμπεργκ και οι συνεργάτες του δείχνουν ότι ο συγχρονισμός μετράει και, επιπλέον, ότι οι νευρώνες που ενεργοποιούνται νωρίτερα είναι πιο σημαντικοί για την ταυτοποίηση της οσμής από αυτούς που ενεργοποιούνται πιο μετά. Στην αναλογία με το τραγούδι, σκεφτείτε το σαν οι πρώτες νότες να είναι το κλειδί για την αναγνώριση του κομματιού (σκεφτείτε την Πέμπτη Συμφωνία του Μπετόβεν).
Οι ερευνητές ελπίζουν να συνεχίσει την έρευνά τους πιο βαθιά μέσα στον εγκέφαλο για να δουν πώς άλλες περιοχές του οργάνου βοηθούν στην αντίληψη των οσμών και των αντικειμένων όταν λάβουν πληροφορίες από τον οσφρητικό βολβό.
Είμαστε ένα βήμα πιο κοντά στην ταινία The Matrix, λέει αστειευόμενος ο Ρίνμπεργκ. Η ταινία παρουσιάζει ένα κόσμο που έχει υποκύψει σε ευφυείς υπολογιστές οι οποίοι έχουν υποβιβάσει τους ανθρώπους σε μια κοινή προσομοίωση της πραγματικότητας που έχει δημιουργηθεί στο μυαλό τους -παρομοίως με τους επιστήμονες που δημιούργησαν μια τεχνητή οσμή. Κατά μία έννοια, ξαναδημιουργήσαμε την ταινία αλλά με βάση την όσφρηση, προσθέτει ο ερευνητής.
Απόδοση: Τομπουλίδη Μαρία – Φοιτήτρια Ψυχολογίας
Επιμέλεια: PsychologyNow.gr
Έρευνα: Manipulating synthetic optogenetic odors reveals the coding logic of olfactory perception
Πηγή
