Исследователи из Гарвардского университета во главе с профессором Venkatesh Murthy утверждают, что мыши способны различить определенный запах среди множества других, однако при чрезмерном увеличении количества фоновых запахов точность обоняния у них падает. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Neuroscience.
Существует непрерывный поток информации, который постоянно воздействует на все наши органы чувств. Тем не менее, при концентрации внимания мы можем сосредоточиться на каком- то одном, нужном нам сигнале. Классическим примером является «эффект вечеринки», люди способны услышать голос собеседника даже на фоне сильнейшего фонового шума (других голосов, звонов бокалов, музыки и так далее).
Ученые решили выяснить, работает ли этот эффект применительно к запахам. Можем ли мы выбрать один запах среди буйства других запахов.Чтобы найти ответы эти вопросы, группа учёных во главе с профессором Venkatesh Murthy провели ряд экспериментов на мышах.
После обучения мышей обнаружению определённых запахов исследователи представили животным комбинации запахов, иногда примешивая «нужный» аромат, иногда нет. Несмотря на то, что у мышей обоняние развито слабо и «коктейль» из запахов они воспринимают как один аромат, эксперименты показали способность животных определять наличие нужного запаха с точностью в 85 процентов и выше. Однако при увеличении количества фоновых запахов точность «нюха» у мышей падала.
Связь между визуальными стимулами понять относительно легко – различия в цвете могут легко объясняться различиями в длине световой волны. Однако системы для различения запахов просто не существует. Вместо этого, исследователи попытались оценивать запахи в соответствии с тем, как они активировали нейроны в головном мозге.
Используя флуоресцентные белки, они создали изображения, показывающие, как каждый из 14 различных запахов стимулировал нейроны в обонятельной луковице. Они обнаружили, что когда «карты» нейронов обонятельной луковицы, активизирующихся под воздействием фоновых запахов, накладывались на карту нужного аромата, мыши почти не могли его «вынюхать».
«Каждый запах приводит к развитию определенной пространственной структуры нейронных ответов», – считает Murthy. «Когда пространственная структура фоновых запахов перекрывает целевой запах, мыши гораздо хуже обнаруживали цель. Таким образом, трудность выбора конкретного запаха среди смешения других запахов зависит от того, сколько фоновых смешано с целевым запахом. Таким образом, мы смогли дать нейронное объяснение того, как мы различаем запахи».
«Это исследование интересно тем, что впервые показывает, что множество запахов не всегда воспринимается как один единый аромат– мозг может различать их», – добавил он. – «Это, пожалуй, не удивительно. Есть множество специалистов по кофе или вину, которые могут обнаружить слабые дуновения отдельных запахов в сложной смеси ароматов в каждом сорте кофе или вина. Но, проведя эти исследования на мышах, теперь мы лучшее понимаем то, как это происходит в головном мозгу. Можно также предположить, что понимание этого может позволить нам разработать искусственные обонятельные системы, которые могли бы обнаружить конкретные химические вещества в воздухе, различая их среди множества других запахов».
ПОДРОБНЕЕ В НАУЧНОЙ СТАТЬЕ:
Dan Rokni, Vivian Hemmelder, Vikrant Kapoor, Venkatesh N Murthy. An olfactory cocktail party: figure-ground segregation of odorants in rodents // Nature Neuroscience – 2014
