Миші здатні розрізняти запахи за частки секунди завдяки швидким взаємодіям нейронів у нюхової цибулини, повідомляється на сайті Нью-Йоркського університету Лангон. Раніше вважалося, що основна обробка запахів відбувається в корі головного мозку, пов'язаного зі сприйняттям та свідомістю, проте нові дані вказують на більш ранній та простий механізм.
Експерименти показали, що вирішальну роль відіграє перша хвиля сигналів від нюхових нейронів. Коли миша робить вдих, мільйони сенсорних клітин у носі активуються і передають сигнали так звані клубочки нюхової цибулини, пов'язані з мітральними і пучковими клітинами. Вже у перші 50 мілісекунд формується специфічний патерн активності, який визначає, який запах сприймає тварина.
Подальші сигнали у своїй майже враховуються. Вчені описують цей механізм як тимчасову фільтрацію. Суть у тому, що мозок фіксує перші активовані нейронні ланцюги і потім пригнічує інформацію, що надходить пізніше. Це дозволяє швидко виділити один запах навіть у складному середовищі, де є інші фонові аромати.
Примітно, що той самий запах викликав однаковий ранній патерн активності незалежно від його концентрації.
Це означає, що система розпізнавання орієнтується не так на силу сигналу, але в його тимчасову структуру. Такий підхід робить сприйняття більш стійким та надійним.
Автори наголошують, що весь процес відбувається надзвичайно швидко. У мишей повний цикл вдиху займає близько чверті секунди, але рішення про те, що саме вони відчувають, приймається на початку цього інтервалу. У людей вдих триває довше, проте принцип може бути тим самим.
«Наші результати ставлять під сумнів фундаментальне уявлення, що такі обчислення відбуваються в корі мозку. Дослідження вперше показує, як саме використовується тимчасова фільтрація для розрізнення запахів», - заявив автор роботи Дмитро Рінберг.
Отримані дані як уточнюють базові механізми роботи мозку, а й можуть знайти практичне застосування. Розуміння того, як біологічні системи швидко виділяють значні сигнали з шуму, може допомогти у створенні ефективніших алгоритмів для ІІ та сенсорних технологій.
Можливо, відкриття також дозволить покращити діагностику захворювань. Раніше було показано, що втрата нюху може бути ранньою ознакою тяжких хвороб.
