Откритие промени разбирането на учените за механизма на обонянието

Учени откриха, че мозъкът на мишките разпознава ароматите много по-бързо и лесно, отколкото се смяташе досега. Ключова роля играе не кората на главния мозък, а сигналите в обонятелната луковица, които се появяват през първите 50 милисекунди след вдишване. Това откритие променя начина, по който мислим за функционирането на обонянието, и може да повлияе на развитието на изкуствения интелект.

Мишките са в състояние да различават ароматите за част от секундата благодарение на бързите взаимодействия между невроните в обонятелната луковица, съобщава уебсайтът NYU Langone. Досега се смяташе, че основната обработка на миризмите се извършва в кората на главния мозък, свързана с възприятието и съзнанието, но новите открития сочат по-ранен и по-прост механизъм.

Експериментите показват, че още първата вълна от сигнали от обонятелните неврони играе решаваща роля. Когато мишката поеме дъх, милиони сензорни клетки в носа се активират и предават сигнали към т.нар. каналчета на обонятелната луковица, които са свързани с митралните и снопчестите клетки. Още през първите 50 милисекунди се формира специфичен модел на активност, който определя коя миризма възприема животното.

По-нататъшните сигнали почти не се вземат предвид. Учените описват този механизъм като времево филтриране. Идеята е, че мозъкът фиксира първите активирани невронни вериги и след това потиска информацията, пристигаща по-късно. Това позволява бързото идентифициране на една миризма дори в сложна среда, в която има и други фонови аромати.

За отбелязване е, че един и същи мирис предизвикваше един и същ модел на ранна активност независимо от концентрацията му.

Това означава, че системата за разпознаване не се фокусира върху силата на сигнала, а върху неговата времева структура. Този подход прави възприемането по-стабилно и надеждно.

Авторите подчертават, че целият процес е изключително бърз. При мишките пълният цикъл на дишане отнема около четвърт секунда, но решението за това какво точно усещат се взема в самото начало на този интервал. При хората вдишването трае по-дълго, но принципът може би е същият.

„Нашите резултати оспорват фундаменталното схващане, че подобни изчисления се извършват в мозъчната кора. Изследването за първи път показва как точно се използва времевото филтриране за различаване на ароматите“,

казва авторът на статията Дмитрий Ринберг.

Изводът е категоричен: нашето обоняние не е просто пасивен анализатор, а високоскоростен биосензор, който взема решения почти мигновено, осигурявайки критично предимство за оцеляване и диагностика.

Откритията не само изясняват основните механизми на мозъчните функции, но могат да имат и практически приложения. Разбирането на това как биологичните системи бързо разграничават значимите сигнали от шума може да помогне за създаването на по-ефективни алгоритми за изкуствен интелект и сензорни технологии.