Обоняние – это форма химического распознавания того, как мы воспринимаем химические вещества в окружающей среде. Химические вещества в воздухе – так называемые одоранты, – прилипают к молекулам в нашем носу. Это посылает сигналы клеткам мозга, которые распространяются в обонятельную луковицу (часть мозга над носом). Сигналы проходят по этим клетках в область мозга, которая называется обонятельной корой. В обонятельной коре мозг обрабатывает сигнал и мы интерпретируем его, как стейк или цветок.
Так устроена физиология человека: делаем вдох и обонятельные луковицы в носу улавливают частицы запахов, передавая их непосредственно в лимбическую систему, которая отвечает за множество важных функций. Сон, память, эмоции, выработка некоторых гормонов – все это в наших с вами телах регулируется именно лимбической отделом мозга, причем, сознание здесь не берет особого участия, наши реакции – подсознательные.
Это и есть ольфакторные якоря – связь аромата с эмоциями, воспоминаниями.
Обоняние влияет даже на наше чувство вкуса, восприятия пищи. Запахи сочетаются с другими чувствами и образуют привкус (сладкий, соленый, горький, кислый), чтобы придать продуктам сложный вкус. Вот, почему еда так отличается по вкусу, когда нос заложен от холода или болезни.
Слово «обонятельный» происходит от латинского «olere» – значит «нюхать» и «facere» – значит «делать».
«Обоняние и память, очевидно, так тесно связаны через анатомию мозга», сказал Венкатеш Мурти из Гарварда, профессор наук о жизни Раймонда Лео Эриксона и заведующий кафедрой молекулярной и клеточной биологии. Мурти познакомил аудиторию с наукой в самом начале дискуссии «Обоняние в науке и обществе», организованной Гарвардским музеем естественной истории в сотрудничестве с Гарвардской инициативе по вопросам науки о мозге. Обоняние обрабатывается обонятельной луковицей – структурой в передней части мозга, которая отправляет информацию другим частям тела для дальнейшей обработки. Запахи идут прямым путем к лимбической системе, включая миндалевидное тело и гиппокамп – участки, связанные с эмоциями и памятью.
«Обонятельные сигналы очень быстро попадают в лимбическую систему», – сказал Мурти. Но, как и в случае с Прустом, «вкус тоже играет роль», – подытожил Мурти, чья лаборатория исследует нейронные и алгоритмические основы поведения наземных животных, основанных на запахах.
Обоняние – главное чувство у животных и людей. Выявление летучих химических соединений – это важный атрибут для выживания и размножения любого животного в естественной среде. В разных организмах используются различные типы органов обоняния. Например, люди проявляют запахи через обонятельный эпителий носа, тогда как большинство насекомых обнаруживают запахи через свои волоски. Хотя обонятельные системы расходятся в течение эволюции, обонятельные рецепторные клетки имеют общие свойства и структуру. Интересно осознавать, что даже у рыбы есть орган обоняния, который отличается по функциям и структуре от органа вкуса, но похож на такой же орган млекопитающих. Молекулярный анализ обоняния показал, что при восприятии обонятельных стимулов аналогичные сигнальные события происходят как у позвоночных, так и у беспозвоночных.
Текущие результаты исследования, опубликованные в журнале Science, касающиеся обонятельной луковицы, которая находится по носу у животных и людей. Предыдущие исследования показали, что молекулы, которые находятся в воздухе, связанные с запахами, запускают рецепторные клетки, выстилающие нос, чтобы посылать электрические сигналы в пучки нервных окончаний в луковице, называемые клубочки, а затем в клетки мозга (нейроны). Исследователи говорят, что время и порядок активации клубочков уникальные для каждого запаха и сигналы затем передаются в кору головного мозга, которая контролирует, как животное воспринимает, реагирует и запоминает запах. Но, поскольку запахи могут со временем меняться и смешиваться с другими, ученые до сих пор изо всех сил старались точно отследить одну сигнатуру запаха в нескольких типах нейронов.
Для нового исследования ученые разработали эксперименты, основанные на доступности мышей, генетически созданных в лаборатории, чтобы их клетки мозга были активированы, направив на них свет – метод оптогенетики. Затем они научили мышей распознавать сигнал, генерируемый световой активацией шести клубочков, который, как известно, напоминает узор, вызванный запахом, давая им водную награду только тогда, когда они воспринимали правильный «запах» и нажимали на рычаг. Если мыши нажимали на рычаг после активации другого набора клубочков (имитация другого запаха), они не получали воды. Используя эту модель, исследователи изменили время и состав активированных клубочков, отметив, как каждое изменение влияла на восприятие мыши, отражается в его поведении: точность, с которой она действовала на синтетический сигнал запаха, чтобы получить
