Ученые США обнаружили общие ритмы активности мозга людей и грызунов при принюхивании

Нейробиологи из Северо-Западного университета (США) обнаружили общий для людей и грызунов механизм осознанной обработки запахов. Исследование показало, что при целенаправленном принюхивании мозг использует специфические ритмы активности, которые позволяют структурировать информацию об аромате без необходимости совершать множество вдохов.

Для получения результата ученые провели два разных эксперимента. В первом случае за поведением мышей наблюдали с помощью системы мультивидеофиксации (многокамерной съемки движений). Выяснилось, что при оценке пищи грызуны переходят от быстрого поверхностного обнюхивания к одному точному, синхронизированному с движениями головы и лап вдоху. Этот ритуал контролируется моторной корой мозга: если заблокировать зону, отвечающую за произвольные движения, животные перестают выполнять осознанную проверку еды, даже если их обоняние работает.

Второе испытание провели с участием людей с помощью датчиков электрических сигналов обонятельного центра. Анализ показал, что в момент принюхивания в мозге возникают низкочастотные тета-колебания (от 2 до 8 герц). Эта частота совпала с ритмом быстрого дыхания грызунов.

Установлено, что человеку не нужно делать десятки вдохов для анализа запаха. Принюхивание запускает внутренний процесс, который за доли секунды структурирует поступающие данные, подчиняя им высокочастотные нейронные импульсы, считывающие детали аромата. Весь механизм управляется моторной корой и зависит от сознательного внимания, а не является автоматическим рефлексом.

Биолог Андрей Ворошилов поясняет, что обнаруженная связь между моторными функциями и обонятельными ритмами указывает на эволюционную древность этого механизма. Совпадение частот у разных видов говорит о том, что базовая архитектура обработки сенсорной информации сохранилась почти неизменной.

Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances. Авторы полагают, что понимание нормы работы этой системы поможет в будущем диагностировать заболевания, при которых нарушается восприятие запахов, такие как болезни Альцгеймера и Паркинсона или расстройства аутистического спектра. Однако работа пока не предлагает конкретных методов диагностики и требует дополнительных исследований для подтверждения связи с указанными патологиями.