Η αίσθηση της όσφρησης είναι γνωστή για την ικανότητά της να προκαλεί αναμνήσεις. Όλοι γνωρίζουμε το συναίσθημα. Ένα άρωμα, μια ευωδιά μπορεί να μας μεταφέρει πίσω στην κουζίνα της γιαγιάς μας, στη νύχτα του πρώτου σας χορού ή στην ακτή της θάλασσας.
Οι νευροεπιστήμονες που μελετούν την όσφρηση αναρωτιούνται εδώ και καιρό για τη σχέση μεταξύ της αίσθησης της όσφρησης και της μνήμης μας. Είναι αυτή η σχέση μεταξύ μνήμης και όσφρησης αποτέλεσμα του τρόπου με τον οποίο είναι συνδεδεμένος ο εγκέφαλος; Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Nature άνοιξε έναν σημαντικό δρόμο προς την απάντηση αυτού του μακροχρόνιου ερωτήματος.
Advertisment
Πριν από αυτό, είναι σημαντικά μερικά στοιχεία για το πώς ο εγκέφαλος διευκολύνει την αίσθηση της όσφρησης. Τα μόρια της μυρωδιάς ανιχνεύονται αρχικά από τους νευρώνες-υποδοχείς στη μύτη. Οι νευρώνες στέλνουν πληροφορίες σχετικά με αυτά τα ερεθίσματα πρώτα στον οσφρητικό βολβό, μια δομή του εγκεφάλου που έχει περίπου το μέγεθος της άκρης του δακτύλου μας και βρίσκεται πάνω από τη ρινική κοιλότητα.
Στη συνέχεια, ο οσφρητικός βολβός στέλνει σήματα σε μια άλλη δομή του εγκεφάλου που ονομάζεται οσφρητικός ή απιοειδής φλοιός του εγκεφάλου. Πιστεύεται ότι η αναγνώριση της οσμής συμβαίνει εκεί – δηλαδή, αναγνωρίζουμε την πιθανή πηγή της, όπως ένα μήλο, μια μπανάνα ή φρεσκοκομμένο γρασίδι.
Η έρευνα
Για να μελετήσουν τον τρόπο με τον οποίο ο εγκέφαλος συνδυάζει οσφρητικές και χωρικές πληροφορίες, η Cindy Poo και οι συνεργάτες της στο Champalimaud Centre for the Unknown στην Πορτογαλία έβαλαν έξι αρουραίους να ολοκληρώσουν ένα έργο πλοήγησης.
Advertisment
Οι αρουραίοι έπρεπε να πλοηγηθούν επανειλημμένα σε έναν χάρτη σε σχήμα σταυρού με τέσσερις διαδρόμους περίπου δυόμισι λεπτών. Στην αρχή κάθε δοκιμασίας ένα φως έδειχνε στον αρουραίο έναν από τους διαδρόμους, όπου εκτίθετο τυχαία σε μία από τέσσερις διαφορετικές μυρωδιές (εσπεριδοειδή, γρασίδι, μπανάνα ή ξύδι). Η θέση της ανταμοιβής με νερό εξαρτιόταν από την οσμή στην οποία εκτέθηκε ο αρουραίος.
Για παράδειγμα, η οσμή εσπεριδοειδών σήμαινε ότι η ανταμοιβή νερού βρισκόταν στο τέλος του νότιου διαδρόμου. Εάν ο αρουραίος εκτίθετο στη μυρωδιά εσπεριδοειδών στον ανατολικό διάδρομο, θα έπρεπε να ταξιδέψει νότια για την ανταμοιβή. Εάν δεχόταν τη μυρωδιά στον νότιο διάδρομο σε πρώτη φάση, θα μπορούσε να παραμείνει στη θέση του και να λάβει την ανταμοιβή. Η ιδέα ήταν ότι με την εξάσκηση, μια δεδομένη μυρωδιά θα έδινε στον αρουραίο το στίγμα της ανταμοιβής.
Το περιβάλλον του λαβύρινθου ήταν διακοσμημένο με οπτικά στοιχεία, ώστε οι αρουραίοι να μπορούν επίσης να προσανατολίζονται με βάση αυτά. Ωστόσο, το σημείο εκκίνησης των αρουραίων ήταν διαφορετικό σε κάθε δοκιμή. Αν ήταν σταθερό, θεωρητικά θα μπορούσαν απλώς να απομνημονεύσουν μια ακολουθία στροφών για να βρουν τον σωστό διάδρομο και να μην χρησιμοποιήσουν καθόλου τη χωρική μνήμη. Αυτό σήμαινε ότι η επιτυχής ολοκλήρωση του έργου βασιζόταν σε έναν συνδυασμό χωρικής πλοήγησης και όσφρησης.
Μετά από περίπου 3 εβδομάδες εκπαίδευσης οι αρουραίοι τα πήγαν αρκετά καλά – ήταν σε θέση να εντοπίσουν την ανταμοιβή του νερού στο 70% περίπου των δοκιμών. Αυτό δείχνει ότι οι αρουραίοι ήταν σε θέση να συνδυάσουν τον εσωτερικό τους χάρτη του περιβάλλοντος με τις θέσεις των οσμών για να εντοπίσουν την ανταμοιβή.
Εξετάζοντας τη δραστηριότητα των νευρώνων
Οι νευρώνες στον ιππόκαμπο, ένα τμήμα του εγκεφάλου που εμπλέκεται στη μνήμη και την πλοήγηση, είναι γνωστοί για τη λειτουργία τους ως «κύτταρα θέσης». Πρόκειται για κύτταρα που ενεργοποιούνται σε μια συγκεκριμένη θέση σε ένα περιβάλλον, γεγονός που μας επιτρέπει να βρίσκουμε το δρόμο μας. Παρόμοια κύτταρα βρίσκονται επίσης σε ένα άλλο τμήμα του εγκεφάλου που ονομάζεται ενδορινικός φλοιός.
Το πιο εντυπωσιακό εύρημα της νέας μελέτης είναι ότι τέτοια κύτταρα που επιλέγουν την τοποθεσία δεν υπάρχουν μόνο στον ιππόκαμπο και στον ενδορινικό φλοιό, αλλά και σε μια περιοχή του εγκεφάλου που συνδέεται κυρίως με την οσφρητική λειτουργία, δηλαδή στον απιοειδή φλοιό, το μέρος που θεωρείται ότι είναι κυρίως υπεύθυνο για την αναγνώριση των οσμών.
Οι ερευνητές της μελέτης παρακολούθησαν την ηλεκτρική δραστηριότητα των νευρώνων στην περιοχή αυτή. Παραδόξως, διαπίστωσαν ότι μόνο το 30% περίπου των νευρώνων σε αυτή την περιοχή του εγκεφάλου των αρουραίων ανταποκρινόταν σε συγκεκριμένες οσμές. Ένα άλλο 30% των νευρώνων πυροδοτήθηκε σε απόκριση τόσο σε μια συγκεκριμένη μυρωδιά όσο και σε μια συγκεκριμένη τοποθεσία.
Το υπόλοιπο 40% των ενεργών νευρώνων δεν ανταποκρίθηκε καθόλου σε συγκεκριμένες οσμές, αλλά μάλλον στις θέσεις όπου οι αρουραίοι είχαν προηγουμένως μυρίσει τις οσμές. Αυτοί οι επιλεκτικοί ως προς τη θέση νευρώνες άρχιζαν να πυροδοτούνται ακόμη και όταν οι αρουραίοι μόλις εισέρχονταν στο διάδρομο, πριν συναντήσουν οποιαδήποτε οσμή.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές θέλησαν να κατανοήσουν αν ο ιππόκαμπος και ο απιοειδής φλοιός «μιλούσαν» μεταξύ τους, ενώ οι αρουραίοι έλυναν τον γρίφο. Διαπίστωσαν ότι τα κύτταρα και στις δύο περιοχές είχαν την τάση να πυροδοτούνται συγχρονισμένα ενώ οι αρουραίοι πλοηγούνταν στον λαβύρινθο.
Ποια είναι τα πρακτικά συμπεράσματα της έρευνας
Τα αποτελέσματα αυτά δείχνουν ότι το οσφρητικό σύστημα μπορεί να παίζει ρόλο στη χωρική πλοήγηση και ότι η χωρική μνήμη και οι οσφρητικές πληροφορίες συγκλίνουν στον απιοειδή φλοιό. Γιατί όμως ο εγκέφαλος έχει εξελιχθεί ώστε να αναπαριστά τη θέση και την οσμή στην ίδια περιοχή;
Η απάντηση θα μπορούσε να είναι ότι οι οσμές είναι πολύ χρήσιμες ενδείξεις για να βρούμε το δρόμο μας. Για παράδειγμα, ένα πευκοδάσος μυρίζει διαφορετικά από ένα λιβάδι, ενώ το λαγούμι μιας αλεπούς έχει διαφορετική μυρωδιά από τη φωλιά ενός αρουραίου. Ο κανόνας ισχύει ακόμη και σε ανθρωπογενή περιβάλλοντα: ένα υπόγειο σιδηροδρομικό σύστημα μυρίζει διαφορετικά από ένα σούπερ μάρκετ, ένα γραφείο διαφορετικά από ένα εστιατόριο.
Έτσι, ο εγκέφαλός μας μπορεί να είναι προγραμματισμένος έτσι ώστε να συνδέει τις μυρωδιές με τους τόπους επειδή αυτό ήταν χρήσιμο στο εξελικτικό μας παρελθόν. Η μελέτη αυτή διεξήχθη σε αρουραίους, οι οποίοι βασίζονται περισσότερο στην αίσθηση της όσφρησης για την πλοήγηση απ’ ό,τι οι άνθρωποι, καθώς η αντίληψή μας κυριαρχείται από την όραση. Αλλά τα ευρήματα αυτά δίνουν νέες πληροφορίες για το πώς η όσφρηση και η χωρική μνήμη πιθανώς συνδέονται στον ανθρώπινο εγκέφαλο.
Πηγή:
theconversation.com/when-a-smell-evokes-a-memory-new-research-offers-clues-about-how-the-two-are-linked-in-the-brain
