Новое исследование показало, что наше обоняние исключительно хорошо и быстро предупреждает нас об опасности. Результаты двух экспериментов, проведенных исследователями из Каролинского института в Швеции, показывают, что нервы, обнаруживающие запахи глубоко внутри нашего носа, начинают обрабатывать негативные запахи в момент их обнаружения, вызывая более быструю реакцию нашего организма.
Рассмотрим это в отличие от наших зрительных и слуховых систем, которые отправляют сенсорные реакции в специализированные узлы внутри мозга для обработки, отсрочивая время, необходимое телу, чтобы встать и двигаться.
Это может стать неожиданностью, учитывая, насколько мы зависим от зрения и звука, чтобы ориентироваться в нашем мире. Тем не менее, для многих других представителей животного царства быстрое улавливание тончайших запахов может иметь решающее значение и определять разницу между кормлением и бегством.
Исследования на грызунах продемонстрировали, насколько похожим на мозг может быть связка нервов, обнаруживающая запах, также известная как обонятельная луковица. Этот набор нейронов - это не просто почтовый ящик для запахов, он может активно сортировать стимулы, например, на основе усвоенных и врожденных реакций.
Это особенно актуально, когда речь идет о потенциально опасных ситуациях. Когда вы в нескольких шагах от того, чтобы проглотить ядовитый кусочек, или, что еще хуже, уже вдохнули много токсичных паров в легкие, вы не хотите тратить драгоценные доли миллисекунды на расчет своей реакции.
Однако то, что верно для крыс и мышей, не обязательно верно для людей. Миллионы лет эволюции отделяют нас даже от наших ближайших родственников, так что можно спросить, не засохли ли немножко наши обонятельные луковицы?
Чтобы проверить это, команда набрала 19 предположительно здоровых некурящих людей, которые быстро понюхали шесть разных запахов.
Некоторые, такие как аромат линалоола или этилбутирата с фруктовым запахом, можно считать относительно приятными. Другие, такие как чесночный привкус диэтилдисульфида, обычно менее привлекательны.
Представляя добровольцам каждый запах несколько раз, исследователи неинвазивно измерили реакционную способность обонятельной луковицы с помощью электроэнцефалографии. Это не только дало им время для реакций, но и позволило им проанализировать два различных типа «мозговых волн», которые производили нейроны.
Одним из них были гамма-волны - волны с быстрой обработкой, на которые мы полагаемся для внимания и памяти. Второй - немного более медленные бета-волны, колебания активности мозга, используемые в процессах сознательного принятия решений.
Присутствие обеих этих типов волн тесно связанных с нашими носовыми нейронами означает, что в тот момент, когда аромат щекочет нашу обонятельную луковицу, он подготавливает другие части мозга, такие как моторная кора, к разгадке.
Способность обнаруживать запах потенциальной угрозы и реагировать на нее - необходимое условие нашего выживания и выживания других млекопитающих. Используя новую технику, исследователи из Каролинского института смогли изучить, что происходит в мозге, когда центральная нервная система определяет запах как опасность. Исследование показывает, что отрицательные запахи, связанные с неприятным запахом или беспокойством, обрабатываются раньше, чем положительные, и вызывают реакцию физического избегания. Фото: CC0 Public domain
Во втором эксперименте с участием 21 добровольца команда проверила, трансформируется ли эта подготовительная разминка в реальную реакцию организма.
Два приятных запаха - клубники и карвона (эфирное масло, содержащееся в мяте и укропе) - сравнивали с чем-то неприятно рыбным и капустным вонючим запахом этантиола. После вдоха измеряли развитие действий добровольцев, чтобы понять, сколько времени потребовалось запаху, чтобы заставить их физически отреагировать.
Собирая данные вместе, становится ясно, что наша обонятельная луковица обрабатывает приятные и опасные запахи с разной скоростью. На удар чего-то отвратительно пахнущего, нам нужно всего полсекунды, чтобы отдернуться. Но если не так уж и плохо, не торопимся.
Но за эти полсекунды происходит много всего. В течение 250 миллисекунд после того, как запах попадает в нос, две разные мозговые волны «сцепляются», чтобы координировать реакцию.
Если запах считается опасным, сигнал отправляется раньше, и ему требуется около 150 миллисекунд, чтобы поразить моторную кору. В противном случае, если запах не опасный может потребоваться намного больше времени, прежде чем сообщение будет сгенерировано.
«Было ясно, что обонятельная луковица специфично и быстро реагирует на негативные запахи и посылает прямой сигнал моторной коре в течение примерно 300 миллисекунд», - говорит Йохан Лундстрем, биолог из кафедры клинической неврологии Каролинского института.
Исследования времени зрительной и слуховой реакции позволили измерить весь процесс от обнаружения до движения, как чуточку происходящий быстрее; примерно 150 миллисекунд для реакции на звук и менее 200 миллисекунд для зрения.
Хотя от дурного запаха нам может потребоваться немного больше времени, это могло бы занять больше времени, если бы наша обонятельная луковица уже не разделяла сигнал.
«Результаты показывают, что наше обоняние важно для нашей способности обнаруживать опасности в непосредственной близости, и большая часть этой способности является более бессознательной, чем наша реакция на опасность, опосредованную нашими чувствами зрения и слуха», - говорит Лундстрем.
Это означает, что мы все можем вздохнуть с облегчением, будучи уверенными, что наш нос знает лучше и ему виднее.
Это исследование было опубликовано в PNAS.
Источник: Karolinska Institute
