Как наш мозг связывает запахи с местами?

Запах способен переносить нас во времени и пространстве. Но как связаны запахи и места в мозге? Возможное объяснение этому дает статья, вышедшая в Nature.

Молекулы запаха не несут пространственной информации. И все же животные используют запах чтобы находить пищу. Чтобы понять нейронную основу этого, команда Захари Майнена Центра исследования неизвестного Шампалимо в Португалии изучала, как мозг соединяет обонятельную информацию с пространственной.

Обоняние имеет прямые взаимные связи с гиппокампом, участвующем в навигации и памяти. Нейроны гиппокампа функционируют как "клетки места", так как каждая клетка становится активной в конкретном месте окружающей среды, вместе же они кодируют всю область и создают нейронную карту пространства.

Ученые предположили, что гипокамп может не только определять различные запахи. Они разработали для крыс, у которых очень развито обоняние, лабиринт в форме плюса, в четырех концах которого животные знакомились с запахами, а затем должны были определить, где спрятана награда, то есть точно запомнить с какими местами ассоциируются запахи.

При этом исследователи следили за активностью нейронов в задней пириформной коре. Фиксируя электрические сигналы сотен отдельных нейронов, они сумели расшифровать, что активирует конкретные нейроны, например, определенный запах или место лабиринта. В результате эти нейроны выучили целую карту окружающей среды.

Исследователи обнаружили крупную популяцию нейронов, которые, как и клетки места гиппокампа, активировались в определенном месте лабиринта. Причем карта не охватывала всю окружающую среду, а была ограничена участками, где животные чуяли запахи и за это получали вознаграждение. Клетки обонятельной системы начинали реагировать в данном месте при отсутствии запахов и даже тогда, когда крыса просто гуляла, не участвуя в задании.

Ученые обнаружили, что одни нейроны реагируют здесь на запах, другие же - на место, а третьи - в разной степени на оба типа информации. Все они перемешаны и, вероятно, взаимосвязаны. Исследователи предположили, что активацию ассоциаций "запах-пространство", возможно, вызывает активность внутри этой сети.

Это исследование позволяет понять, как для навигации и памяти применяются органы чувств.

Источник: medicalxpress.com