Νέα μελέτη σε μύγες φρούτων δείχνει ότι οι αισθήσεις της «καλής» και «κακής» οσμής υπολογίζονται από ξεχωριστά, αλλά όχι αντίθετα, νευρωνικά κυκλώματα
Ερευνητές με επικεφαλής τον Hokto Kazama στο Κέντρο Επιστημών του Εγκεφάλου (CBS) του RIKEN στην Ιαπωνία ανακάλυψαν πώς τα ζώα αντιλαμβάνονται αν μια μυρωδιά είναι ευχάριστη ή δυσάρεστη. Αυτή η ικανότητα είναι θεμελιώδης για την εκτίμηση της γεύσης των τροφίμων.
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ | Πλαστικά κομμάτια σε είδη σφολιάτας – Σοβαρός κίνδυνος πνιγμού και τραυματισμού
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ | Σοβαρά εγκαύματα από χύτρες ταχύτητος: Άμεση ανάκληση μετά από καταγγελίες καταναλωτών
Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Cell, αποκαλύπτει ότι αυτές οι δύο διαφορετικές αισθήσεις υπολογίζονται από ξεχωριστά κυκλώματα νευρώνων στον εγκέφαλο. Το πιο απροσδόκητο εύρημα είναι ότι τα κυκλώματα αυτά δεν είναι απλώς αντίθετα μεταξύ τους.
Δεδομένης της πολυπλοκότητας του οσφρητικού συστήματος των θηλαστικών, όπου οι οσμές κωδικοποιούνται από χιλιάδες επικαλυπτόμενους νευρώνες, η ομάδα του Kazama επικέντρωσε την έρευνά της στο λιγότερο πολύπλοκο οσφρητικό σύστημα της μύγας του φρούτου.
Οι ερευνητές ανέπτυξαν μια προηγμένη μέθοδο που συνδυάζει μικροσκοπία και οπτογενετική για να καταγράψουν τη δραστηριότητα όλων των νευρώνων στον εγκέφαλο της μύγας. Δημιούργησαν επίσης ένα μοντέλο δικτύου, βασισμένο στο «συνδετικό δίκτυο» (τη συνδεσιμότητα μεταξύ όλων των νευρώνων), για να κατανοήσουν τα υποκείμενα κυκλώματα.
Η μελέτη εντόπισε ότι οι νευρώνες σε μια περιοχή του εγκεφάλου, το πλευρικό κέρατο, είναι αυτοί που αντιπροσωπεύουν την έμφυτη ηδονική αξία των οσμών.
Το μοντέλο προέβλεψε ότι οι δυσάρεστες οσμές αντιπροσωπεύονταν από την προωθητική διέγερση των νευρώνων σε όλο το πλευρικό κέρατο. Αντίθετα, οι ευχάριστες οσμές προέρχονταν από μια επιπλέον τοπική αναστολή. Αυτό οδήγησε στο βασικό συμπέρασμα πως η ευχαρίστηση και η δυσάρεστη αίσθηση υπολογίζονται σε κυκλώματα που είναι διακριτά ως προς τα μοτίβα συνδεσιμότητας. Με άλλα λόγια, το «καλό» δεν είναι απλώς η αρνητική εκδοχή του «κακού».
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ | Πώς ένας καταναλωτής «νίκησε» μεγάλη αλυσίδα σουπερμάρκετ και εξοικονόμησε σχεδόν 80€ σε ένα λογαριασμό
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ | Μέλι: Από πότε καθίσταται υποχρεωτική η αναγραφή της χώρας προέλευσης στη συσκευασία
Οι ερευνητές κατάφεραν να επαληθεύσουν τις προβλέψεις του μοντέλου χρησιμοποιώντας την οπτογενετική. Για παράδειγμα, απενεργοποιώντας ένα συγκεκριμένο τοπικό κύκλωμα, οι μύγες άρχισαν να αντιπαθούν μια οσμή που κανονικά έβρισκαν ευχάριστη.
Επιπτώσεις στην επιστήμη και την τεχνολογία
Δεδομένης της ομοιότητας του οσφρητικού κυκλώματος σε όλα τα ζώα, αυτή η εργασία αναμένεται να συμβάλει στην καλύτερη κατανόηση του ανθρώπινου εγκεφάλου.
Σύμφωνα με τον Kazama, η εφαρμογή των μηχανισμών κυκλώματος που ανακαλύφθηκαν μπορεί να οδηγήσει στην ανάπτυξη πιο αποτελεσματικών αλγορίθμων και υψηλής απόδοσης τεχνητής νοημοσύνης εμπνευσμένης από τον εγκέφαλο. Ο ίδιος δήλωσε ότι η δημιουργία ενός μοντέλου δικτύου βασισμένου στο συνδετικό δίκτυο αποτελεί ένα βήμα προς τη δημιουργία ενός «ψηφιακού διδύμου» του εγκεφάλου, χρήσιμου για την πρόβλεψη της απόδοσης του συστήματος σε διάφορα πλαίσια.
