Почему запахи и воспоминания так тесно связаны в нашем мозгу

Содержание

• Воспоминания Пруста через призму обонятельной связи гиппокампа
• COVID-19 и ссылка на обонятельный гиппокамп (центр памяти)

• Связь человеческого гиппокампа более устойчива в отношении обоняния, чем другие сенсорные системы.
• Согласно новому исследованию, первичная обонятельная кора у людей развивалась без изменения маршрутов функциональной связи между «центром памяти» мозга (то есть гиппокампом) и системой обоняния.
• Связность обонятельной ткани и гиппокампа колеблется в зависимости от респираторных фаз носового дыхания.
• Связь между обонятельной тканью и гиппокампом максимальна в диапазоне тета (4-8 Гц) мозговых волн.

Согласно новому исследованию (Zhou et al., 2021) Северо-Западного университета, запах распространяется по эволюционно сохранившейся супермагистрали функциональной связи, которая напрямую связывает гиппокамп (центр памяти) с обонятельной системой. Статья опубликована 25 февраля в рецензируемом журнале. Прогресс в нейробиологии .

В то время как другие сенсорные системы, как полагают, были перенаправлены в ходе эволюции человека, это исследование предполагает, что функциональная связь обоняния и гиппокампа была сохранена, а не перенаправлена. «Мы показываем, что [] первичная обонятельная кора человека - включая переднее обонятельное ядро, обонятельный бугорок и грушевидную кору - имеет более сильную функциональную связь с гиппокампальными сетями в состоянии покоя по сравнению с другими сенсорными системами», - пишут авторы в аннотации статьи.

Для этого исследования старший автор Кристина Зелано и ее коллеги из Северо-западной лаборатории нейробиологии человека использовали функциональную нейровизуализацию (фМРТ) в сочетании с внутричерепной электрофизиологией (iEEG), чтобы напрямую сравнить функциональную связность гиппокампальных сетей с широким спектром сенсорных систем человека (например, слуховой , осязание, зрение и запах).

Зелано и ее сотрудники предполагают, что обоняние не изменилось во время эволюции млекопитающих; поэтому у нас есть особенно надежная функциональная связь между нашей обонятельной системой и концентратором памяти. «Это как супермагистраль от запаха до гиппокампа», - отмечают авторы.

«В ходе эволюции люди испытали глубокое расширение неокортекса, которое реорганизовало доступ к сетям памяти», - сказал Зелано в пресс-релизе. «Зрение, слух и осязание - все перенаправляется в головном мозге по мере расширения неокортекса, соединяясь с гиппокампом через посредника - ассоциативную кору - а не напрямую. Наши данные показывают, что обоняние не претерпело этого перенаправления и вместо этого сохранило прямой доступ в гиппокамп ".

Воспоминания Пруста через призму обонятельной связи гиппокампа

Почти столетие назад Марсель Пруст исследовал, как запахи и вкус могут вызывать яркие, непроизвольные воспоминания в своем семитомном романе: À la recherche du temps perdu (переводится как В поисках утраченного времени или же Воспоминание о прошлом. В первом томе романа Swann’s Way рассказчик опускает кусок торта мадлен в чашку чая; Запахи и вкусы, содержащиеся в этом пропитанном чаем мадлене, открывают его банки памяти и вызывают мгновенные воспоминания о его детстве.

Ниже приводится отрывок из "Эпизода с мадлен". Swann’s Way Марсель Пруст (ок. 1922):

«[Однажды] зимним днем, когда я пришел домой, моя мать, увидев, что я замерз, предложила мне чаю, чего я обычно не ел. Сначала я отказался, а затем, без особой причины, изменил свое Она послала за одним из тех коротких пухлых пирожков, называемых «petites madeleines», которые выглядели так, как будто их вылепили из гребешка из раковины паломника. Унылого завтрашнего дня я поднес к губам ложку чая, в котором замочил кусочек торта.Как только теплая жидкость и крошки с ней коснулись моего неба, дрожь пробежала по всему моему телу , и я остановился, сосредоточенный на происходящих необычных изменениях. Изысканное удовольствие вторглось в мои чувства, но индивидуальное, отстраненное, без каких-либо намеков на его происхождение ».

Рассказчик Суонн продолжает описывать, как запах маленького торта мадлен, обмакнутого в чай, внезапно вызывает волну воспоминаний из его детства в Комбре, Франция. Он спрашивает: «Откуда ко мне могла прийти эта всемогущая радость?» и говорит: «Я сознавал, что это было связано со вкусом чая и торта, но что он бесконечно превосходил эти ароматы, действительно не мог иметь ту же природу, что и их. Откуда он пришел?»

Недавнее открытие того, что человеческая связь гиппокампа и обоняния сильнее функциональной связи между другими сенсорными системами, помогает ответить на извечный вопрос Суанна о том, как запахи из нашего прошлого вызывают воспоминания и проливает свет на нейробиологическое происхождение так называемых «прустовских» воспоминаний. .

На вопрос: «Почему запахи вызывают такие яркие воспоминания?» В ответе на вопросы пресс-релиза Northwestern Зелано ответил:

«Это была непреходящая тайна человеческого опыта. Почти каждый был перенесен запахом запаха в другое время и место, опыт, который редко вызывает зрелище или звуки. Тем не менее, мы не знаем почему. Исследование показало, что Обонятельные части мозга сильнее связаны с частями памяти, чем другие органы чувств. Это главная часть головоломки, поразительное открытие для людей. Мы считаем, что наши результаты помогут будущим исследованиям разгадать эту загадку ».

COVID-19 и ссылка на обонятельный гиппокамп (центр памяти)

Предыдущие исследования показывают, что потеря обоняния связана с повышенным риском депрессии и снижением качества жизни. Поскольку многие люди с положительным результатом теста на COVID-19 также сообщают о потере обоняния и вкуса, обонятельные исследования приобретают все большее значение для психологического благополучия этих пациентов.

«Хотя наше исследование напрямую не рассматривает потерю запаха COVID, оно говорит о важном аспекте того, почему обоняние важно для нашей жизни: запахи являются важной частью памяти, а запахи часто связывают нас с особенно важными воспоминаниями в нашей жизни. связаны с близкими ", - сказал Зелано. «Запах свежей измельченной петрушки может напоминать бабушкину кулинарию, а запах сигары - присутствие деда. Запахи связывают нас с важными воспоминаниями, которые переносят нас обратно в присутствие этих людей».

«Существует острая необходимость в лучшем понимании обонятельной системы, чтобы лучше понять причину потери запаха, связанной с COVID, диагностировать тяжесть потери и разработать методы лечения», - добавил первый автор Гуаню Чжоу. «Наше исследование является примером фундаментальных научных исследований, на которых основано наше понимание запаха, потери запаха и будущих методов лечения».

«Большинство людей, потерявших запах из-за COVID, восстанавливают его, но временные рамки сильно различаются, и некоторые из них потерпели, как представляется, необратимую потерю», - заключает Зелано. «Исследования, подобные нашему, продвигают понимание обонятельных частей мозга вперед с целью создания основы для трансляционной работы, в конечном счете, при вмешательствах».