ملخص: كشفت دراسة حديثة أن خلايا معينة في الدماغ تستجيب ليس فقط للروائح، ولكن أيضًا للصور والكلمات المكتوبة المتعلقة بتلك الروائح، مما يوفر نظرة أعمق للرائحة البشرية. ووجد الباحثون أن الخلايا العصبية في القشرة الشمية ومناطق الدماغ الأخرى، مثل الحصين واللوزة الدماغية، تميز بين الروائح المختلفة وتربطها بالإشارات البصرية.

هذا البحث، الذي يستخدم بيانات من مرضى الصرع، يسد الفجوة بين الدراسات الحيوانية والبشرية حول المعالجة الشمية. ومن الجدير بالذكر أن الخلايا العصبية الفردية استجابت للرائحة والصورة والكلمة، مما يشير إلى أن معالجة الرائحة تدمج المعلومات البصرية والدلالية في وقت مبكر. قد تؤدي هذه النتائج إلى اكتشافات مستقبلية في “المساعدات الشمية”. تؤكد الدراسة على الطبيعة المترابطة للذاكرة الشمية والبصرية في الدماغ البشري.

حقائق أساسية

• تستجيب الخلايا العصبية في القشرة الشمية بشكل مماثل للروائح والصور والكلمات.
• ووجدت الدراسة أن اللوزة الدماغية تفرق بين الروائح الطيبة والكريهة.
• يعمل هذا البحث على سد الفجوات المعرفية في دراسات معالجة حاسة الشم لدى الإنسان والحيوان.

مصدر: جامعة بون

غالبًا ما ندرك مدى أهمية حاسة الشم لدينا عندما لم تعد موجودة: لم نعد نتفاعل مع المخاطر مثل عدم مذاق الطعام الجيد، أو رائحة الدخان.

قام الباحثون في مستشفى جامعة بون (UKP) وجامعة بون وجامعة آخن لأول مرة بالتحقيق في الآليات العصبية لإدراك الرائحة البشرية. تتعرف الخلايا العصبية الفردية في الدماغ على الروائح وتتفاعل بشكل خاص مع الرائحة والصورة والكلمة المكتوبة لجسم ما، مثل الموز.

تسد نتائج هذه الدراسة فجوة معرفية طويلة الأمد بين أبحاث الروائح الحيوانية والبشرية، وقد تم نشرها الآن في مجلة مرموقة. طبيعة.

كشفت تقنيات التصوير مثل التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) سابقًا عن مناطق الدماغ البشري التي تشارك في الإدراك الشمي. ومع ذلك، فإن هذه الأساليب لا تسمح بدراسة الإدراك الشمي على المستوى الأساسي للخلايا العصبية الفردية.

يقول المؤلف المشارك البروفيسور فلوريان مورمان من القسم: “لذلك، فإن فهمنا لمعالجة الرائحة على المستوى الخلوي يعتمد بشكل أساسي على الدراسات التي أجريت على الحيوانات، ومن غير الواضح إلى أي مدى يمكن نقل هذه النتائج إلى البشر”. وهو أيضًا عضو في منطقة الأبحاث متعددة التخصصات (TRA) “الحياة والصحة” في جامعة بون.

الخلايا العصبية في الدماغ تكتشف الروائح

نجح الآن فريق البحث التابع للبروفيسور مورمان ولأول مرة في تسجيل نشاط الخلايا العصبية الفردية أثناء الشم.

ولم يكن هذا ممكنا إلا لأن الباحثين عملوا مع مرضى من عيادة الصرع في جامعة كي بي، أحد أكبر مراكز الصرع في أوروبا. لقد تم منحهم روائح حلوة وكريهة مثل الأسماك القديمة.

يقول المؤلف الأول مارسيل جيل، وهو طالب دكتوراه في جامعة بون في عمل البروفيسور مورمان: “لقد اكتشفنا أن الخلايا العصبية الفردية في الدماغ البشري تتفاعل مع الروائح. واستناداً إلى نشاطها، تمكنا من التنبؤ بدقة بالرائحة المنبعثة”. المجموعة في UKB.

أظهرت القياسات أن القشرة الشمية الأولية، ومناطق الدماغ المختلفة المعروفة تشريحيًا باسم القشرة الكمثرية، وأجزاء من الفص الصدغي الإنسي، وخاصة اللوزة الدماغية، والحصين، والقشرة الشمية الداخلية، كانت تشارك في مهام محددة.

على الرغم من أن نشاط الخلايا العصبية في القشرة الشمية تنبأ بالروائح الأكثر دقة، إلا أن النشاط العصبي في الحصين كان قادرًا على التنبؤ بما إذا كانت الروائح قد تم تحديدها بشكل صحيح.

فقط الخلايا العصبية في اللوزة الدماغية، المشاركة في المعالجة الحسية، تتفاعل بشكل مختلف اعتمادًا على ما إذا كانت الرائحة محببة أم كريهة.

تتفاعل الخلايا العصبية مع رائحة الموز وشكله واسمه

وفي الخطوة التالية، قام الباحثون بدراسة العلاقة بين إدراك الرائحة والصور. وللقيام بذلك، قدموا للمشاركين في دراسة بان صورًا تطابق كل رائحة، على سبيل المثال الرائحة، ثم صورة موزة، وفحصوا استجابة الخلايا العصبية. ومن المثير للدهشة أن الخلايا العصبية في القشرة الشمية الأولية لم تستجيب للروائح فحسب، بل للصور أيضًا.

يقول المؤلف المشارك البروفيسور مارك سبير من معهد علم الأحياء الثاني بجامعة RWTH Aachen: “يشير هذا إلى أن وظيفة القشرة الشمية البشرية تتجاوز الإدراك النقي للروائح”.

اكتشف الباحثون خلايا عصبية فردية تتفاعل بشكل خاص مع رائحة الموز وصورته وكلمته المكتوبة. تشير هذه النتيجة إلى أن المعلومات الدلالية تتم معالجتها في وقت مبكر من معالجة حاسة الشم لدى الإنسان.

لا تؤكد النتائج عقودًا من الدراسات على الحيوانات فحسب، بل تُظهر أيضًا كيفية مشاركة مناطق الدماغ المختلفة في وظائف محددة لمعالجة الروائح البشرية.

يقول البروفيسور مورمان: “هذه مساهمة كبيرة في الطريقة التي يتم بها ترميز الشفرة الشمية البشرية”.

“من الضروري إجراء المزيد من الأبحاث في هذا المجال لإنشاء أدوات مساعدة للشم في يوم من الأيام يمكننا استخدامها بشكل طبيعي مثل النظارات أو أدوات السمع في حياتنا اليومية.”

تمويل: تم تمويل الدراسة من قبل مؤسسة الأبحاث الألمانية (DFG)، والوزارة الفيدرالية للتعليم والبحث (BMBF) وشمال الراين وستفاليا (NRW) كجزء من مشروع iBehave.

يتعلق الأمر بأخبار أبحاث علم الأعصاب الشمي والبصري

مؤلف: الإنكا وات
مصدر: جامعة بون
اتصال: إنكا فاث – جامعة بون
صورة: يُنسب الفيلم إلى Neuronews

البحث الأصلي: الوصول المفتوح.
“تمثيل الخلايا العصبية المفردة للروائح في الدماغ البشريفلوريان مورمان وآخرون. طبيعة

ملخص

تمثيل الخلايا العصبية المفردة للروائح في الدماغ البشري

الشم هو وسيلة حسية أساسية توجه سلوك الحيوان والإنسان. ومع ذلك، فإن العمليات العصبية الكامنة وراء حاسة الشم البشرية لا تزال غير مفهومة جيدًا على المستوى الأساسي، أي مستوى الخلية العصبية المفردة.

نورد هنا تسجيلات لنشاط خلية عصبية واحدة في القشرة الكمثرية والفص الصدغي الأوسط لدى البشر المستيقظين الذين يقومون بمهمة تقييم الرائحة وتحديد هويتها. لقد حددنا الخلايا العصبية ذات الرائحة داخل القشرة الكمثرية، اللوزة، القشرة الشمية الداخلية، والحصين.

في كل منطقة من هذه المناطق، يقوم إطلاق النار العصبي بتشفير هوية الرائحة بدقة. والجدير بالذكر أن عروض الرائحة المتكررة تقلل من معدلات إطلاق الاستجابة، مما يدل على قمع التكرار المركزي والتعود.

تلعب مناطق الفص الصدغي الأوسط المختلفة أدوارًا مميزة في معالجة الرائحة، حيث تتنبأ الخلايا العصبية اللوزية بتكافؤ الرائحة الذاتي وتتنبأ الخلايا العصبية الحصينية بأداء التعرف السلوكي على الرائحة.

في حين أن الخلايا العصبية الكمثرية تشفر هوية الرائحة الكيميائية، فإن نشاط الحصين يعكس الإدراك الذاتي للرائحة.

والأهم من ذلك، أن الخلايا العصبية في القشرة الكمثرية تقوم بتشفير الصور المرتبطة بالرائحة بشكل موثوق، مما يدعم الدور المتعدد الوسائط لقشرة الكمثري البشرية.

نلاحظ أيضًا ترميزًا متقاطعًا ملحوظًا لكل من الروائح والصور، خاصة في اللوزة المخية والقشرة الكمثرية. علاوة على ذلك، قمنا بتحديد الخلايا العصبية التي تستجيب لمعلومات الرائحة والصورة المتطابقة لغويًا.

تعمل نتائجنا على سد الفجوة الطويلة الأمد بين النماذج الحيوانية والدراسات البشرية غير الجراحية وتعزيز فهمنا لمعالجة الرائحة في الدماغ البشري من خلال تحديد مبادئ ترميز الرائحة العصبية، والاختلافات الوظيفية الإقليمية، والتكامل عبر الوسائط.