Как обонятельная система выделяет один запах из многих

Хотя наше обоняние куда хуже, скажем, собачьего, мы всё же можем уловить довольно много запахов и на самом деле редко попадаем в такое окружение, где абсолютно ничем не пахнет. При этом нашему мозгу постоянно приходится иметь дело сразу с несколькими запахами. Вопрос: как наши обонятельные анализаторы это проделывают? Как мы можем, например, чувствовать запах кофе посреди улицы, заполненной бензиновым дымом и пылью?

Обонятельные клетки носового хода (фото Dr. Richard Kessel & Dr. Gene Shih).

Отчасти разгадать эту загадку удалось с помощью саранчи, чьи обонятельные рецепторы в антеннах довольно похожи на обонятельные нейроны у нас в носу.

Баранидхаран Раман (Baranidharan Raman) вместе с сотрудниками вырабатывал у насекомых условный рефлекс, заставляя их ждать угощения в ответ на определённый запах. Реакция саранчи была довольно быстрой: насекомые демонстрировали готовность к угощению буквально через полсекунды после появления знакомого аромата.

После этого запах смешали с другим, но насекомые по-прежнему распознавали его, несмотря на помехи. И вот почему это происходило: как пишут авторы в Nature Neuroscience, в мозге у насекомых главный запах (связанный с угощением) вызывал определённую коллективную активность нейронов, которые отвечали на него независимо от того, как его смешивали с другим запахом и какой из запахов подавали сначала.

То есть у саранчи в обонятельных долях мозга как бы откладывался нейронный портрет запаха, который в разных обстоятельствах проступал либо полностью, либо частично, либо сильнее, либо слабее, но в любом случае всегда узнавался.

Скорее всего, у остальных животных, включая человека, распознавание запаховых смесей происходит подобным же образом: какой-то запах вычленяется из других благодаря специфической нейронной активности, которую он возбуждает. Но само по себе выделение «основного» запаха может зависеть, очевидно, от множества вещей, которые учитываются мозгом, — начиная с потенциальной угрозы, которую он может нести (запах химических реагентов), и заканчивая приятными ощущениями, обязательно ему сопутствующими (в случае кондитерских ароматов).