Бабах! Большинство из нас впервые слышит звук взрыва в кино. Столкновение со звуком в реальном мире — даже на расстоянии — имеет совершенно другой эффект. Почему? Все дело в контексте. То, как мы реагируем на звуки и другие сенсорные стимулы, зависит от того, как они представлены. Мы часто не знаем, как отреагируем на что-то, пока не испытаем это. И ощущение иногда сильно отличается от того, что мы ожидали. Поэтому мозг должен быстро приспособиться.

Профессор Флорин Албеану из лаборатории Колд-Спринг-Харбор (CSHL) объясняет: «В природе животные сталкиваются с разными правилами взаимодействия. Иногда одни и те же стимулы означают разные вещи в зависимости от контекста. Поэтому нет ничего необычного в том, что вам приходится действовать по этим разным правилам и оценивать, какие действия вам следует предпринять. Каковы ассоциации, которые стимул имеет с определенными результатами?»

Новое исследование Альбеану и постдока Диего Эрнандеса Трехо помогает объяснить, как это работает. Их выводы указывают на никогда ранее не наблюдавшиеся быстро обновляющиеся сигналы в петле обратной связи между обонятельной корой мозга и обонятельной луковицей . Эти сигналы могут помочь поместить запахи и звуки в новые контексты. Петля обратной связи может позволить мозгу животного немедленно адаптироваться к изменениям и помочь животному соответствующим образом настроить свои двигательные реакции.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications .

Этот короткий фильм показывает, как информация о запахе может проходить через ваш мозг, когда вы чувствуете запах. Кредит: Cold Spring Harbor Laboratory
Эрнандес Трехо и коллеги провели ряд поведенческих тестов, чтобы измерить реакцию мышей на различные запахи и звуки. Мышей обучали ассоциировать награды с одним стимулом, но не с другим — и только на некоторое время. Важно то, что исследователи меняли правила, как только мыши, казалось, их усвоили. Это не представляло особых проблем для опытных мышей, говорит Альбеану.

«Животное способно извлечь это изменение. В течение нескольких секунд оно будет действовать в соответствии с пониманием. Интересно, что мы наблюдали, что сигналы сверху вниз, которые возникают в обонятельной коре, передают информацию о ценности вознаграждения стимула в обонятельную луковицу — независимо от того, являются ли они звуком или запахом».

Обонятельная кора — это часть мозга, которая обрабатывает запахи, но, похоже, она учитывает и звук. Этот результат совпадает с другим открытием CSHL, которое показывает, как сенсорные сигналы интегрируются друг с другом в мозге. Это также поднимает некоторые захватывающие вопросы.

Как возникают сигналы вознаграждения? Объединяет ли эта петля обратной связи также зрение и осязание?

«Существует вселенная возможностей», — говорит Албеану. Он горит желанием продолжить исследование этой вселенной вместе с соавторами Андреем Чупару и Раулем Мурешаном из TINS ​​в Румынии, зная, что каждый ответ рассказывает нам больше о мире, который мы разделяем, и о восприятии, которое формирует наше понимание этого мира.