Вижте как миризмата се обработва в мозъка

Резюме: Информацията за миризмите в мозъка не е свързана с възприятието по време на ранните етапи на обработка, но когато възприятието се появи по-късно, неприятните миризми се обработват по-бързо от приятните миризми.

Източник: университет в Токио

Помага ли ви миризмата на топло кафе да започнете деня си по правилния начин? Или не можете да понасяте силните, опияняващи неща?

Според ново изследване колко бързо мозъкът ви обработва миризмата на сутрешната ви напитка може да зависи от това дали смятате, че миризмата е приятна или не.

Екип от университета в Токио създаде специално устройство, което може да доставя 10 различни миризми по начин, който е точен и навременен. Миризмите бяха приложени на участници, които оцениха приятността си, докато носят неинвазивни капачки за електроенцефалограма (ЕЕГ), записани на скалпа, които записват сигнали в мозъка.

След това екипът успя да обработи данните от ЕЕГ с помощта на компютърен анализ, базиран на машинно обучение, за да види кога и къде диапазонът от миризми е обработен в мозъка с висока времева разделителна способност за първи път.

„Бяхме изненадани, че можем да открием сигнали от представени миризми от много ранни ЕЕГ реакции, толкова бързо, колкото 100 милисекунди след появата на миризма, което предполага, че представянето на информация за миризмата в мозъка се случва бързо“, каза докторант Мугихико Като от Graduate School of Селско стопанство и науки за живота в Токийския университет.

Откриването на миризма от мозъка се случи преди миризмата да бъде съзнателно възприета от участника, което се случи чак няколкостотин милисекунди по-късно.

„Нашето проучване показа, че различни аспекти на възприятието, по-специално приятна миризма, неприятност и качество, се появяват чрез различна пространствена и времева кортикална обработка“, каза Като.

„Представянето на неприятностите в мозъка се появи по-рано от приятността и възприеманото качество“, каза доцентът по проекта Масако Окамото, също от Висшето училище по селско стопанство и науки за живота.

Когато се прилагат неприятни миризми (като гнили и гранясали миризми), мозъците на участниците могат да ги разграничат от неутрални или приятни миризми още 300 милисекунди след началото.

Въпреки това, представянето на приятни миризми (като флорални и плодови миризми) в мозъка се появява едва след 500 милисекунди нататък, приблизително по същото време, когато е представено и качеството на миризмата. От 600-850 милисекунди след появата на миризмата, значителни области на мозъка, участващи в емоционалната, семантична (езична) и паметова обработка, тогава стават най-замесени.

По-ранното възприемане на неприятните миризми може да бъде система за ранно предупреждение за потенциални опасности.

„Начинът, по който всяка сензорна система набира централната нервна система, се различава в различните сензорни модалности (мирис, светлина, звук, вкус, налягане и температура). Изясняването кога и къде в мозъка се появява обонятелното възприятие (миризма), ни помага да разберем как работи обонятелната система “, каза Окамото.

„Също така смятаме, че нашето проучване има по-широки методологични последици. Например, не беше известно, че записаната ЕЕГ на скалпа ще ни позволи да оценим представянето на миризми от периоди от време още от 100 милисекунди.

Според ново изследване колко бързо мозъкът ви обработва миризмата на сутрешната ви напитка може да зависи от това дали смятате, че миризмата е приятна или не. Изображението е публично достояние

Това изображение с висока времева разделителна способност как мозъкът ни обработва миризмите може да бъде стъпка към по-доброто разбиране на механизмите на невродегенеративните заболявания в бъдеще, като болестта на Паркинсон и Алцхаймер, при която дисфункцията на обонянието е ранен предупредителен знак. Екипът се интересува от проучване на няколко допълнителни изследователски възможности.

„В нашето ежедневие миризмите се възприемат заедно с друга сензорна информация като зрението и всяко сетиво влияе върху възприятието на другото“, каза Като.

„Въпреки че представихме само обонятелни стимули в настоящото проучване, смятаме, че анализирането на мозъчната активност при по-естествени условия, като представяне на миризми с филм, е важно. Може би Smell-O-Vision все пак може да се завърне?

Финансиране: Тази работа беше подкрепена от безвъзмездната помощ за научни изследвания в иновативни области от Японското дружество за насърчаване на науката към MO (18H04998 и 21H05808) и програмата JST-Mirai за KT (JPMJMI17DC и JPMJMI19D1).

За тази новина за изследване на обонятелната обработка

автор: Джоузеф Кришър
Източник: университет в Токио
контакт: Джоузеф Кришер – Токийски университет
Образ: Изображението е обществено достояние

Вижте също

Това показва глава, съставена от зъбни колела и часовник

Оригинално изследване: Затворен достъп.
Пространствено-времева динамика на миризмите в човешкия мозък, разкрита чрез ЕЕГ декодиране”От Масако Окамото и др. PNAS


абстрактно

Пространствено-времева динамика на миризмите в човешкия мозък, разкрита чрез ЕЕГ декодиране

Как човешкият мозък превежда обонятелните входове в различни възприятия, от приятни флорални миризми до отвратителни миризми на гниене, е един от основните въпроси в обонянието.

За да проучим как различни аспекти на обонятелното възприятие се появяват в пространството и времето в човешкия мозък, ние извършихме анализ на многовариантни модели с времево разрешен модел на записани от скалпа електроенцефалограма отговори на 10 възприятие различни миризми и асоциирахме получената точност на декодиране с възприятието и дейностите на източника.

Средната точност на декодиране на миризми надвишава нивото на шанса 100 ms след появата на миризма и достига максимум при 350 ms. Резултатът предполага, че невронните репрезентации на отделните миризми са били максимално разделени на 350 ms.

Перцептивните представи се появиха след пика на декодирането: униполярна неприятност (неутрално до неприятно) от 300 ms и приятност (неутрално до приятно) и качество на възприятието (приложимост към словесни дескриптори като „плодов“ или „цветен“) от 500 ms след появата на миризма , като всички тези перцептивни представи достигат своите максимуми след 600 ms.

Оценка на източника показа, че областите, представляващи информацията за миризмата, оценени въз основа на точността на декодиране, са локализирани в и около първичните и вторичните обонятелни зони на 100 до 350 ms след появата на миризма.

След това представите на миризмите се разшириха в по-големи области, свързани с емоционална, семантична и паметова обработка, като дейностите на тези по-късни области бяха значително свързани с възприятието.

Тези резултати предполагат, че първоначалната информация за миризмата, кодирана в обонятелните зони (<350 ms), се развива в техните перцептивни реализации (300 до> 600 ms) чрез изчисления в широко разпространени кортикални региони, с различни перцептивни аспекти с различна пространствено-времева динамика.