Εξέλιξη στην Έρευνα για την Όσφρηση: Αναπαράγοντας Μυρωδιές με την Χρήση Εγκεφαλικής Διέγερσης

29 June, 2020

Εξέλιξη στην Έρευνα για την Όσφρηση: Αναπαράγοντας Μυρωδιές με την Χρήση Εγκεφαλικής Διέγερσης

Νέες έρευνες μας δίνουν μια νέα προοπτική αντίληψης γύρω από το μυστήριο που περιβάλλει την αίσθηση της όσφρησης. 

Επιστήμονες έχουν εκπαιδεύσει ποντίκια με τέτοιο τρόπο ώστε να έχουν την δυνατότητα να αντιλαμβάνονται μια οσμή χρησιμοποιώντας αποκλειστικά τον εγκέφαλό τους, να οσφραίνουν ουσιαστικά μια οσμή που δεν υπάρχει. Αυτή η μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό ‘Science’ την περασμένη εβδομάδα και είναι γεγονός πως έχουμε ακόμη πολλά να ανακαλύψουμε για τις θεμελιώδεις εσωτερικές λειτουργίες αυτής της αίσθησης, αλλά πραγματικά πρόκειται για ένα μεγάλο βήμα σε ό, τι αφορά την έρευνα. Με τον ίδιο τρόπο που οι επιστήμονες κατόρθωσαν να ανακαλύψουν και να ‘διαβάσουν’ τον οπτικό φλοιό του εγκεφάλου, σύντομα ίσως μπορέσουμε να κατανοήσουμε καλύτερα τον ακριβή τρόπο που αντιλαμβανόμαστε και ερμηνεύουμε τα μόρια από τα οποία αποτελούνται οι οσμές.

Ο Edmund Chong, μεταπτυχιακός φοιτητής στον τομέα Νευροεπιστημών στο Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης, διεξήγαγε αυτή την έρευνα μαζί με την ομάδα του. Χημικές ουσίες που φέρουν οσμές ή μυρωδιές από τον πραγματικό κόσμο είναι δύσκολο να τις χειριστεί κάποιος με άμεσο τρόπο, οπότε ο Chong, αντί να παρουσιάσει ένα άρωμα στο υποκείμενο προκειμένου αυτό να το μυρίσει και, στη συνέχεια, αυτός να μελετήσει όσα θα συμβούν στην πορεία, εκείνος χρησιμοποίησε οπτογενετική διέγερση ώστε να οδηγηθεί απευθείας στον εγκέφαλο και να καταλάβει πώς ο εγκέφαλος ερμηνεύει τις μυρωδιές. 

Έχοντας ως επίκεντρο τους νευρώνες που βρίσκονται στον οσφρητικό βολβό, εκεί όπου οι μυρωδιές γίνονται αντιληπτές, ποντίκια χρειάστηκε να τροποποιηθούν γενετικά προκειμένου αυτοί οι νευρώνες να αποκαλυφθούν και να ενεργοποιηθούν σε αντίδραση με το μπλε φως. Το μπλε φως εισήχθη σε διαφορετικά μοτίβα και τα ποντίκια ανταμείβονταν με μια σταγόνα νερό αν πήγαιναν προς το στόμιο που συσχετιζόταν με το άρωμα - στόχο. Το άρωμα - στόχος, αν και δεν επρόκειτο για αληθινό άρωμα, επί της ουσίας επικοινώνησε απευθείας με τον εγκέφαλο με σκοπό να προκαλέσει μια συγκεκριμένη ανταπόκριση των νευρώνων. Το ένα από τα στόμια χρησιμοποιήθηκε για να ανταποκριθεί σε αυτό το συγκεκριμένο μοτίβο και το άλλο στόμιο χρησιμοποιήθηκε σε περιπτώσεις που ανιχνεύτηκε οποιαδήποτε άλλη οσμή. Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν διαφορετικά μοτίβα με σκοπό να μάθουν, με την πάροδο του χρόνου, ποια μοτίβα νευρώνων ανταποκρίνονταν στο άρωμα – στόχο. Με αυτόν τον τρόπο κατάφεραν να επεξεργαστούν μερικές λεπτομέρειες σχετικά με τον τρόπο που ο οσφρητικός βολβός αναπαριστά οσμές και κάνει τα ποντίκια να μεταδίδουν πως είχαν αντιληφθεί το άρωμα.

Αυτοί οι τύποι πειραμάτων· η μέθοδος διέγερσης ενός εγκεφάλου, προκειμένου να κατανοήσει κάποιος τις λογικές διεργασίες του, χρησιμοποιήθηκε για ένα σύντομο χρονικό διάστημα, ιδίως στα μέσα του 20ού αιώνα, από το νευροχειρούργο Wilder Penfield, ο οποίος χρησιμοποίησε ηλεκτρικό ρεύμα για να ενεργοποιήσει διαφορετικές περιοχές στην επιφάνεια του εγκεφάλου των ασθενών του. Αυτή η ανακάλυψη οδήγησε στην δημιουργία μιας αίσθησης που μοιάζει με άγγιγμα στον πήχη του χεριού, χωρίς να υπάρχει καν σωματική επαφή, και βοήθησε να παρατηρήσουμε προσεκτικά τις σωστές περιοχές του εγκεφάλου που προκαλούν αυτές τις αντιδράσεις.