Τι συμβαίνει στον εγκέφαλό μας όταν μυρίζουμε κάτι
06 Απριλίου 2022, 10:00
Τι συμβαίνει όταν μυρίζουμε ένα τριαντάφυλλο; Πώς επεξεργάζεται ο εγκέφαλός μας το άρωμά του; Και τι συμβαίνει σε ψυχολογικό επίπεδο από μία ευχάριστη και μία δυσάρεστη οσμή; Νέα έρευνα αποκαλύπτει νέα στοιχεία επ’ αυτού.
«Τα ευρήματα αποκαλύπτουν μια βασική αρχή του νευρικού συστήματος, την ευελιξία στα είδη των υπολογισμών που κάνει ο εγκέφαλος για να αναπαραστήσει πτυχές του αισθητηριακού κόσμου», δήλωσε ο Krishnan Padmanabhan, Ph.D., αναπληρωτής καθηγητής Νευροεπιστήμης και πρώτος συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύτηκε στο Cell Reports. «Η εργασία μας παρέχει στους επιστήμονες νέα εργαλεία για να ποσοτικοποιήσουν και να ερμηνεύσουν τα πρότυπα δραστηριότητας του εγκεφάλου».
Οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα μοντέλο για να προσομοιώσουν τη λειτουργία του πρώιμου οσφρητικού συστήματος. Χρησιμοποιώντας προσομοιώσεις, ανακάλυψαν ένα συγκεκριμένο σύνολο συνδέσεων, που ονομάζονται φυγόκεντρες ίνες, οι οποίες μεταφέρουν ώσεις από άλλα μέρη του κεντρικού νευρικού συστήματος στις πρώιμες αισθητήριες περιοχές του εγκεφάλου, που έπαιξαν κρίσιμο ρόλο. Αυτές οι φυγόκεντρες ίνες λειτουργούν σαν «διακόπτης», εναλλάσσοντας διαφορετικές στρατηγικές για την αποτελεσματική προσομοίωση των οσμών.
Η έρευνα έδειξε ότι ο εγκέφαλος έχει πολλαπλές αποκρίσεις στην αναπαράσταση μιας μυρωδιάς. Στη μια στρατηγική, ο εγκέφαλος χρησιμοποιεί ένα στιγμιότυπο, όπως ένας πίνακας ή μια φωτογραφία, σε μια δεδομένη στιγμή για να καταγράψει τα βασικά χαρακτηριστικά της μυρωδιάς. Στην άλλη στρατηγική, ο εγκέφαλος παρακολουθεί τα εξελισσόμενα μοτίβα και συντονίζεται με τα κύτταρα.
Τα μαθηματικά μοντέλα που ανέπτυξαν οι ερευνητές υπογραμμίζουν το κρίσιμο χαρακτηριστικό του νευρικού συστήματος - όχι μόνο την ποικιλομορφία, όσον αφορά τα συστατικά που συνθέτουν τον εγκέφαλο-, αλλά και τον τρόπο με τον οποίο αυτά τα συστατικά συνδυάζονται για να βοηθηθεί ο εγκέφαλος στη διαδικασία της όσφρησης. «Αυτά τα μαθηματικά μοντέλα αποκαλύπτουν κρίσιμες πτυχές για το πώς μπορεί να λειτουργεί το οσφρητικό σύστημα στον εγκέφαλο και θα μπορούσαν να βοηθήσουν στη δημιουργία τεχνητών υπολογιστικών συστημάτων εμπνευσμένα από τον εγκέφαλο», είπε ο Padmanabhan.
«Υπολογιστικές προσεγγίσεις που εμπνέονται από τα κυκλώματα του εγκεφάλου, όπως αυτό, έχουν τη δυνατότητα να βελτιώσουν την ασφάλεια των αυτόματων αυτοκινήτων ή να βοηθήσουν τους αλγόριθμους υπολογιστικής όρασης να αναγνωρίζουν και να ταξινομούν με μεγαλύτερη ακρίβεια τα αντικείμενα σε μια εικόνα».
