Naukowcy odkryli chemiczną analizę zmysłu węchu

Zapachy, takie jak kawa, kwiaty czy świeże ciasto dyniowe, tworzone są przez cząsteczki zapachowe uwalniane przez różne substancje i wykrywane przez nasz nos. Zasadniczo wyczuwamy cząsteczki, podstawową jednostkę materii, która zachowuje swoje właściwości fizyczne i chemiczne.

Zespół badawczy kierowany przez dr Zhou Wen z Instytutu Psychologii Chińskiej Akademii Nauk odkrył, że proces „zapachu” polega na analizie submolekularnych cech strukturalnych.

Badanie opublikowano w Internecie w czasopiśmie Nature Human Behaviour 18 marca.

W tym badaniu naukowcy zakłócili przetwarzanie cech molekularnych, wykorzystując adaptację – podstawowy mechanizm, dzięki któremu określone odpowiedzi neuronowe ulegają degradacji po powtarzanej lub długotrwałej stymulacji. Wykorzystano także zależności podstrukturalne i nadstrukturalne pomiędzy wybranymi związkami.

Systematyczne oceny behawioralne ponad 400 uczestników wykazały załamanie jednolitego „zapachu” związku po adaptacji podbudowy, czyli długotrwałej ekspozycji na podstrukturę tego związku. Związek zaczął pachnieć innym związkiem reprezentującym niedostosowaną część. Co ważne, zmiana ta nastąpiła niezależnie od węchowych cech percepcyjnych, takich jak intensywność i przyjemność.

Dodatkowe porównania siły i wzorców reakcji mózgu wywołanych zapachem przed i po adaptacji podstruktury wskazują, że działania w przedniej korze gruszkowatej i ciele migdałowatym niosą lokalne informacje strukturalne. Te obszary węchowe wystają do tylnej części kory gruszkowatej, o której wiadomo, że reprezentuje zapach przedmiotów poprzez kodowanie zespołowe. W tylnej korze gruszkowatej adaptacja podstrukturalna sprawia, że ​​wzór reakcji na związek jest bardziej podobny do reakcji na niedostosowaną część związku (w przeciwieństwie do części przystosowanej), co jest zbieżne z obserwacjami behawioralnymi.

Wyniki rzucają nowe światło na obliczenia neuronowe leżące u podstaw powstawania nieprzyjemnych zapachów. Ustalili bezpośrednią zgodność między kodowaniem submolekularnych cech chemicznych a tym, co czujemy, i wykazali, że percepcyjne i neuronowe reprezentacje substancji zapachowej nie są statyczne, ale mogą być dynamicznie modyfikowane w wyniku niedawnych spotkań węchowych.

Zdaniem naukowców zapachy, których doświadczamy, są zatem przejawem ciągłej analizy i syntezy w układzie węchowym, oddech po oddechu, cech strukturalnych i powiązań między lotnymi związkami w naszym stale zmieniającym się środowisku chemicznym.

Badanie to było wspierane przez duże projekty STI2030, Chińską Akademię Nauk i Chińską Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych.