Запах вызывает воспоминания: как эти подсказки связаны в мозгу

Мы все знаем это чувство. Дуновение определенного аромата может вернуть вас на кухню вашей бабушки, в ночь вашего первого танца или на морской берег.

В эпизоде ​​популярного сериала «Черное зеркало» под названием « Крокодил » следователь просит свидетеля понюхать бутылку пива. Цель — освежить в памяти место преступления (преступление произошло возле пивоварни).

Это может быть не совсем стандартной практикой, но наше обоняние известно своей способностью вызывать воспоминания. Мы все знаем это чувство. Дуновение определенного аромата может вернуть вас на кухню вашей бабушки, в ночь вашего первого танца или на морской берег, пишет medicalxpress.com.

И подумайте об «аромамаркетинге», когда дизайнеры брендов наполняют «фирменные ароматы», например, в модных магазинах и вестибюлях отелей, чтобы повысить узнаваемость бренда во всем мире.

Нейробиологи, изучающие обоняние, давно задавались вопросом о связи между нашим обонянием и памятью. Является ли эта связь между памятью и обонянием результатом того, как устроен мозг ? Исследование, недавно опубликованное в журнале Nature , проложило важный путь к ответу на этот давний вопрос.

Прежде чем мы рассмотрим исследование, немного предыстории того, как мозг помогает нашему обонянию. Молекулы запаха первоначально обнаруживаются рецепторными нейронами в носу. Нейроны посылают информацию об этих встречах сначала в обонятельную луковицу — структуру мозга размером с кончик пальца, расположенную над носовой полостью.

Затем обонятельная луковица посылает сигналы в другую структуру мозга, называемую грушевидной корой . Считается, что там происходит распознавание запаха, то есть мы идентифицируем его потенциальный источник, например, яблоко, банан или свежескошенную траву.

Что сделали исследователи

Чтобы изучить, как мозг объединяет обонятельную и пространственную информацию , Синди Пу и ее коллеги из Центра неизвестного Шампалимо в Португалии попросили шесть крыс выполнить задание по навигации.

Крысам приходилось неоднократно перемещаться по крестообразной карте с четырьмя коридорами, как показано на видео ниже, начиная примерно с двух с половиной минутной отметки. В начале каждого испытания свет направлял крысу в один из коридоров, где она случайным образом подвергалась воздействию одного из четырех различных запахов (цитрусовых, травы, банана или уксуса). Расположение водной награды зависело от запаха, которому подвергалась крыса.

Например, цитрусовый запах означал, что водная награда находится в конце южного коридора. Если крыса подверглась воздействию цитрусового запаха в восточном коридоре, ей нужно будет отправиться на юг за наградой. Если он в первую очередь почувствовал запах в южном коридоре, он мог остаться на месте и получить награду. Идея заключалась в том, что с практикой определенный запах будет сигнализировать крысе о местонахождении награды.

Окрестности лабиринта были украшены визуальными ориентирами, чтобы крысы также могли ориентироваться на основе этих ориентиров. Однако отправная точка крыс была разной в каждом испытании. Если бы он был исправлен, теоретически они могли бы просто запомнить последовательность поворотов, чтобы найти правильный коридор, и вообще не использовать пространственную память. Это означало, что успешное выполнение задачи зависело от комбинации пространственной навигации и обоняния.

Примерно через три недели обучения крысы показали себя довольно хорошо; они смогли найти водную награду примерно в 70% испытаний. Это указывает на то, что крысы смогли объединить свою внутреннюю карту окружающей среды с расположением запахов, чтобы найти награду.

Глядя на активность нейронов

Нейроны в гиппокампе, части мозга, отвечающей за память и навигацию, известны тем, что функционируют как « клетки места ». Это клетки, которые становятся активными в определенном месте в окружающей среде, что позволяет нам ориентироваться. Подобные клетки также обнаружены в другой части мозга, называемой энторинальной корой.

Наиболее поразительным открытием нового исследования является то, что такие клетки, избирательно определяющие местоположение, присутствуют не только в гиппокампе и энторинальной коре, но и в области мозга, связанной в первую очередь с обонятельной функцией, а именно в грушевидной коре , месте, которое, как считается, в первую очередь отвечает за обоняние. для распознавания запахов.

Исследователи в исследовании контролировали электрическую активность нейронов в этой области. Удивительно, но они обнаружили, что только около 30% нейронов в этой области мозга крыс реагировали на специфические запахи. Еще 30% нейронов срабатывают в ответ на определенный запах и местоположение.

Остальные 40% активных нейронов вообще не реагировали на специфические запахи, а скорее реагировали на места, где крысы ранее ощущали запахи. Эти избирательные по местонахождению нейроны начинали активироваться даже тогда, когда крысы только-только входили в коридор, еще до того, как ощущали какой-либо запах.

Затем исследователи хотели понять, «разговаривали» ли гиппокамп и грушевидная кора друг с другом, пока крысы решали головоломку. Они обнаружили, что клетки в обеих областях имели тенденцию срабатывать синхронно, пока крысы перемещались по лабиринту.

Итак, что это говорит нам?

Эти результаты показывают, что обонятельная система может играть роль в пространственной навигации и что пространственная память и обонятельная информация сходятся в грушевидной коре. Но почему мозг эволюционировал, чтобы представлять местоположение и запах в одной и той же области?

Ответ может заключаться в том, что запахи являются очень полезными подсказками для того, чтобы ориентироваться. Например, сосновый лес пахнет иначе, чем луг, а лисья нора пахнет иначе, чем крысиное гнездо. Правило действует даже в искусственных средах: подземная железная дорога пахнет не так, как супермаркет, офис не так, как ресторан.

Таким образом, наш мозг может быть настроен на то, чтобы ассоциировать запахи с местами, потому что это было полезно в нашем эволюционном прошлом.

Это исследование было проведено на крысах, которые больше полагаются на свое обоняние для навигации, чем люди, поскольку в нашем восприятии доминирует зрение. Но эти результаты дают новое представление о том, как обоняние и пространственная память, вероятно, связаны в человеческом мозгу.