رفتارهای استنشاقی مردم میتواند پیشبینی کند که چه بویی را حس میکنند، مطالعه نشان میدهد
به قلم اینگرید فدلی، Medical Xpress
انسانها و سایر حیوانات بهصورت فعال محیط اطراف خود را حس میکنند. این امر شامل تنظیم عمدی رفتارهای حرکتی مرتبط با نمونهبرداری حسی (مانند حرکات چشمها، گوشها و دستها) مطابق با اطلاعات محرک است.
در زمینه حس بویایی، رفتار حرکتی اصلی که پشتیبان حسگیری فعال است، استنشاق است؛ این عمل شامل دمهای کوتاه است که بهمنظور کشیدن مولکولهای بوی به داخل حفره بینی انجام میشود. تا به امروز، میزان تأثیرپذیری و سازگاری رفتارهای استنشاقی بر پایه بوهای حسشده هنوز ناشناخته باقی مانده است.
“کار ما با علاقهای طولانیمدت به تنفس و استنشاق انسانها انگیزه یافت”، ویویک ساگار، نویسندهٔ اول مقاله، به Medical Xpress گفت. “قبلاً مشاهده کردیم که شرکتکنندگان انسانی ما بوهای مختلف را به شیوههای متمایزی میبوید. اما مطمئن نبودیم که تا چه حد اطلاعات مربوط به هر بو در نحوه استنشاق بوی آن موجود باشد. افزون بر این، اگر این امضای بویی بهطور پایدار در استنشاقها وجود داشته باشد، کدام نواحی مغزی برای این اثر مهم هستند؟”
نقشهبرداری از الگوهای استنشاق برای صدها بو
هدف اصلی مطالعه اخیر ساگار و همکارانش، بهصورت قابلاعتماد نشان دادن ارتباط الگوهای استنشاق با بوها بود. برای رسیدن به این هدف، آنها مجموعه دادهای را که پیشتر برای بررسی پایههای عصبی ادراک بوی جمعآوری شده و در سال ۲۰۲۳ منتشر شده بود، تجزیه و تحلیل کردند.
مجموعه دادهای که آنها تجزیه و تحلیل کردند، «مدلهای رمزنگاری عصبی بویایی» (NEMO) نام دارد. این مجموعه شامل نتایج بیش از ۱۲,۰۰۰ آزمایش تجربی است که در آن سه شرکتکننده انسانی از آنها خواسته شد تا ۱۶۰ بو مختلف را داخل یک اسکنر تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI) بو دهند. اسکن MRI با استفاده از میدانهای مغناطیسی قوی و امواج رادیویی، فعالترین بافتهای بدن یا مغز را در لحظهای مشخص مشاهده میکند.
“ما به این مجموعه داده غنی نیاز داشتیم، چرا که اندازه اثر تغییرات استنشاقی ناشی از بو میتواند کوچک باشد”، ساگار توضیح داد. “ما مجموعهای از تحلیلها را برای ارتباط دینامیکهای استنشاقی با ویژگیهای بو انجام دادیم، اما نکته کلیدی این بود که میتوانستیم با استفاده از الگوریتم یادگیری ماشین، بوئی که شرکتکنندگان بو میدادند را بر اساس دینامیکهای استنشاقیشان پیشبینی کنیم. علاوه بر این، با متمرکز کردن تجزیه و تحلیلمان بر دادههای MRI توانستیم پایه عصبی این اثر را در نواحی بویایی، مانند آمیدال، شناسایی کنیم.”
بررسی ارتباط بین رفتار و ادراک حسی
جالب است که پژوهشگران دریافتند رفتارهای استنشاقی به اندازه کافی اطلاعاتی دارند تا هویت بوها را رمزگشایی کنند. علاوه بر این، ویژگیهای ادراکی بوها در تغییرات ظریف الگوهای استنشاقی بازتاب یافتهاند.
“ما نشان دادیم که اطلاعات بویایی میتواند بهطور قابلاعتماد دینامیکهای استنشاقی را تحت تأثیر قرار دهد، که نشان میدهد بویایی یک پدیده حلقه بسته با حسگیری فعال مشابه دیگر سیستمهای حسی مثل بینایی و شنوایی است که ویژگیهای محرک بر رفتار نمونهبرداری تأثیر میگذارند”، ساگار گفت. “علاوه بر این، شناسایی نواحی مغزی نظیر آمیدال که در این فرآیند دخیل هستند، با پژوهشهای پیشین در ادبیات صرع که نقش آمیدال را در ایستنفس و اختلالات تنفسی نشان دادهاند، همراستا است.”
این مطالعه اخیر ساگار و همکارانش بینش جدید و ارزشمندی درباره اینکه بویایی چگونه شامل نمونهبرداری فعال تحت تأثیر محرکهای حسی مشابه سایر حسها میشود، ارائه میدهد. این پژوهش نشان میدهد که نمادهای بویایی به رفتارهای استنشاقی مرتبط هستند، همانطور که بهطور معمول، محرکهای بصری چشماندازهای حرکتی چشم را هدایت میکنند.
“گام طبیعی بعدی، گسترش بیشتر این ارتباط بین استنشاق و ادراک بویایی و آزمون این است که آیا استنشاق یک بوی یکسان بهصورتهای مختلف میتواند ادراک بوی را بهصورت پیشبینیشده تغییر دهد”، ساگار افزود. “ما همچنین علاقمندیم بوی یا تنفس را در زمینههای شناختی، عاطفی و فضایی متفاوت بررسی کنیم.”