Представете си мишка, която бързо и отсечено подушва трохичка, която е намерила, докато търси храна. Сега сравнете това с човек, който се навежда за едно дълбоко вдишване, за да прецени дали пъпешът е узрял.
Ново изследване от Северозападния университет в Чикаго установява, че подобно на хората, мишките също подушват, за да изследват целенасочено околната среда – нещо, което учените преди не са знаели.
Две допълващи се проучвания на Северозападния университет, публикувани в Science Advances, изследват обонянието от противоположни страни и установяват, че гризачите и хората разчитат на една и съща основна неврофизиология – двигателните и ритмичните градивни елементи на мозъка – за да обработват миризмите.
Въпреки че еднократното подушване на мишката е много по-кратко от това на човека, основното темпо на обработка на миризмата е същото според новите проучвания. Резултатите показват, че тези сензорни системи са фундаментално сходни и са се запазили по време на еволюцията.
Взети заедно, откритията от двете лаборатории предполагат нещо важно: всички бозайници разчитат на подобна основна система за обоняние, като всеки вид добавя свой собствен обрат към един и същ основен дизайн. Работата отговаря на фундаменталния въпрос: Как мишките и хората изследват своята среда, за да я разберат и да решат какво ще правят по-нататък?
"Истинската прилика е това еднократно подушване, но това не е просто подушване", разказва съответният автор Джон Барет (John Barrett), научен асистент по невронауки в Медицинския факултет на Северозападния университет "Файнберг". "Мишките дори движат ръцете си, докато подушват, което показва, че е волево – те го правят нарочно."
Какви са последиците за хората?
Промените в поведението при подушване са свързани със състояния като аутизъм и болести на Алцхаймер и Паркинсон, така че разбирането на основната структура на обонятелната система може да помогне за по-ранно откриване или по-добро лечение, казват авторите на изследването.
"Знанието, че разполагаме с този еволюционно запазен набор от механизми, ни помага да разберем как функционират мозъците на бозайниците, което в крайна сметка би могло да ни помогне да разберем как те се провалят в патологията", заявява първият автор Андрю Шериф (Andrew Sheriff). "Това ни помага да разберем как работи мозъкът, за да знаем как да го поправим, когато не работи."
История за две статии
Едно от проучванията установява, че мишките инспектират храната си, използвайки единични подушвания, което изглежда забележително подобно на човешкото поведение. Другото установява, че хората организират информацията за миризмата с бърза скорост в рамките на едно подушване, под формата на обонятелна мозъчна обработка, която изглежда забележително подобна на тази на гризачите. Заедно тези отделни, но допълващи се проучвания показват, че съществуват споделени, фундаментални биологични правила за това как работи обонянието на тези два бозайника и че те са запазени чрез еволюцията.
Първо проучване: Мишките могат да подушват като хората
Първата статия започва с просто наблюдение: Когато мишките боравят с храна, те от време на време я доближават за кратко до носа си, преди да продължат да ядат.
Проучването е проведено в лабораторията на Гордън Шепърд в катедрата по неврология в Медицинския факултет "Файнбърг" към Северозападния университет, заедно с колеги на местно ниво и от Университета на Пенсилвания и Медицинския колеж към Университета на Флорида.
Екипът е изградил роботизирана многокамерна система за запис, за да следи мишките, докато търсят храна и се хранят. Водени от Ман Гао (Mang Gao) и Барет от лабораторията "Шепърд", учените са проследили движенията на ръцете и главата на мишките с висока резолюция, като едновременно с това са проследявали дишането им.
При мишките времето за еднократно подушване съвпада точно с момента, в който храната достига до носа им, като прецизно координират ръцете, главата и дишането си. За разлика от постоянното подушване, което използват, когато търсят храна, това поведение е бързо и умишлено, подобно на това, когато човек повдига храна до носа си, за да я помирише внимателно, преди да отхапе.
Авторът - кореспондент Андрю Шериф настройва ЕЕГ шапката на участник в изследването преди записване на електрофизиологични сигнали върху многоконтактен електрод. Кредит: Olivia Dimmer, Northwestern University
Изследването показва, че мишките започват по-интензивно да душат неапетитна храна, но това поведение било обусловено не само от наличието на миризма. Когато учените се намесили в работата на обонянието на мишките, те продължили да подушват храната както обикновено. В крайна сметка това поведение спира, когато се потиска моторната кора - областта на мозъка, свързана със съзнателното, целенасочено движение.
"Това означава, че когато мишките подушват храна, те не го правят като рефлекторен отговор на миризма, а по-скоро като проактивен акт на умишлено сензорно вземане на проби", посочва Гао, постдокторант в лабораторията "Шепърд". "Оказва се, че мишките избират да извършват тези бързи "проверки на миризмата", което е характерно за голяма част от човешкото поведение за проверка на миризмите, вместо да бъдат пасивно задействани да подушват."
Това е първото проучване, което документира това умишлено, нерефлексивно поведение на подушване сред гризачи в реална обстановка.
Второ проучване: Хората могат да преработват миризми като мишки
Второто проучване, проведено в лабораторията на Кристина Зелано (Christina Zelano) в катедрата по невронауки във Файнберг, в сътрудничество с Брус Тан (Bruce Tan) от катедрата по отоларингология във Файнберг, се стреми да отговори на въпроса как хората могат да постигнат същата перцептивна прецизност като гризачите само с едно бавно подушване.
"Искахме да разберем как можем да идентифицираме миризми толкова бързо, колкото гризачите, въпреки че ние душим повече от 10 пъти по-бавно", разказва Шериф, постдокторант в лабораторията на Зелано.
"Чрез директно записване от човешката обонятелна луковица, използвайки новаторска техника, успяхме да открием ритми на обработка на миризми, които много наподобяват тези на гризачите, което предполага запазени времеви прозорци за обоняние между видовете."
Екипът използва минимално инвазивен, високопрецизен метод, разработен в лабораторията Зелано, за да регистрира подушването в мозъците на здрави доброволци. Когато участниците вдишвали еднократно, това предизвиквало нискочестотни мозъчни вълни, наречени тета трептения (2–8 Hz) в човешката обонятелна луковица, с точно същите честоти, с които гризачите подушват.
Този бавен мозъчен ритъм помага за организирането на по-бързи изблици на активност, които се случват, когато мозъкът действително обработва миризма, установява проучването, което означава, че човешкият мозък може да генерира тета ритъм от едно подушване и да го използва по същия начин, както гризачите използват своя цикъл на подушване.
"Последиците от нашите открития са важни", коментира съавторът Цяохан Ян (Qiaohan Yang), докторант в Междуведомствената неврология на Северозападния университет.
"При гризачите, подушването и тета вълните са толкова тясно свързани, че двете са почти неразличими. При хората, по-бавната честота на подушване ги разделя, разкривайки тета трептенето като отделен, независимо генериран ритъм, за който е достатъчно еднократно умишлено вдишване."
Справка:
Mang Gao et al, Dexterous single sniffs for ethological active olfaction, Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aed3610. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aed3610
Andrew Sheriff et al, Theta oscillations are an organizational unit of odor processing in the olfactory bulb, Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aee1002. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aee1002
Източник: Mammals use the same underlying system—preserved through evolution—to process smells, Northwestern University
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари
Прост Човек
Колко бързо става квантовото вплитане? Учени го изследват в атосекунден мащаб
Прост Човек
Последната теорема на Стивън Хокинг преобръща времето и причинността
Прост Човек
Разрязването на фотон на две създава безкраен рояк от частици
zlatkov
Учени сканират 74 милиона радиосигнала от междузвезден обект за признаци на извънземни технологии