נוירונים פתוחים: מחקר מגלה כיצד המוח מפענח ומגיב לריחות, ומקשר ריחות לרגש וזיכרון.
לִלמוֹד: ייצוגים של נוירונים בודדים של ריחות במוח האנושי. קרדיט תמונה: Studio Romantic/Shutterstock.com
במחקר שפורסם לאחרונה ב טֶבַעחוקרים חקרו את התגובה של נוירונים בודדים באזורים ספציפיים במוח לרמזים של ריח.
באמצעות הקלטות פעילות עצבית במהלך משימות זיהוי ריחות, הם חשפו כיצד נוירונים באזורי מוח כגון קליפת המוח הפירפורמית, ההיפוקמפוס והאמיגדלה מקודדים תפיסה סובייקטיבית וזהות ריח.
רֶקַע
למרות שחושי הריח חיוניים לבני אדם ולבעלי חיים אחרים, המנגנונים שבאמצעותם המוח מעבד ריחות אינם מובנים לחלוטין. מולקולות הריח נחשבות כמפעילות נוירונים תחושתיים באף, אשר שולחים אותות לפקעת הריח.
חושבים שהאותות עוברים מכאן לאזורים במוח כמו האמיגדלה, קליפת המוח הפירפורמית וקורטקס האנטורינאלי, שהם אזורי קליפת הריח העיקריים.
מחקרים המשתמשים במודלים של בעלי חיים גילו כי נוירונים ספציפיים בקורטקס הפירפורמי, באזורים באונה הטמפורלית המדיאלית ובאמיגדלה מעורבים בזיהוי ריחות. מחקרי הדמיה בבני אדם הציעו גם את מעורבותם של אזורי מוח אלו בעיבוד ריחות.
עם זאת, בעוד שמחקרי מודלים של בעלי חיים הראו כיצד אזורים אלה מגיבים לרמזי ריח, לא קיימות הקלטות של פעילותם של נוירונים בודדים לריחות, וכיצד נוירונים בודדים מעבדים ריחות נותרה לא ברורה.
לגבי המחקר
המחקר הנוכחי נועד להבין את התגובה של נוירונים בודדים לגירויים של ריח על ידי רישום הפעילות הנוירונית באזורים באונה הטמפורלית המדיאלית ובקליפת המוח הפירפורמית בזמן שהמשתתפים זיהו ודירגו ריחות.
במחקר נכללו משתתפים שהיו חולי אפילפסיה עמידים לתרופות שעברו טיפול וכללו רישום של פעילות נוירונית בודדת באזורים ספציפיים במוח. לעומת זאת, המשתתפים עברו משימות ספציפיות הכוללות הצגת ריח.
התגובות הנוירוניות נמדדו באמצעות אלקטרודות עומק שכבר הושתלו בחולים כחלק מהמעקב אחר ההתקפים והטיפול השוטף שלהם.
למשתתפים הושתלו אלקטרודות עומק של Behnke-Fried, ואלקטרודות אלו תוכננו במיוחד למדידת פעילות עצבית. לאלקטרודות אלו יש מאקרו-אלקטרודות גליליות המכילות צרורות מיקרו-חוטים העשויות מפלטינה-אירידיום הרגישות מאוד לאותות חשמליים של נוירונים.
המגבלות הטכניות של האלקטרודות מנעו את השתלתן באזורי מוח גדולים יותר כמו ההיפוקמפוס והאמיגדלה. לכן, הקריאות הנוירונים התקבלו מהאונה הטמפורלית המדיאלית ומקליפת המוח הפירפורמית.
למשתתפים הוצגו 15 סוגים שונים של גירויים חושניים, המועברים באמצעות מכשירים דמויי עט הידועים בשם "Sniffin' Sticks", שהכילו את הריחות השונים. הריחות הוצגו בזה אחר זה, והמשתתפים נדרשו לשאוף פעם אחת בפקודה.
כל אחד מהריחות הוצג שמונה פעמים שונות בסדר אקראי, וכן נעשה שימוש בעט בקרה ללא ריח. חגורה שהונחה ליד הסרעפת מדדה את השאיפה של המשתתפים ואפשרה לחוקרים לתאם בין דפוסי נשימה לפעילות מוחית במהלך פעילות עצבית הריח.
הניסוי כלל שתי משימות – הראשונה שבה התבקשו המשתתפים לציין אם הם אוהבים או לא אוהבים את הריח, והשנייה, שבה התבקשו לזהות את הריח על ידי בחירה באחת מתוך ארבע אפשרויות.
משימות אלו אפשרו לחוקרים לקבוע כיצד נוירונים הגיבו לרמזים של ריח במונחים מועדפים סובייקטיביים כמו גם בזיהוי וזיהוי של ריחות.
תוצאות
החוקרים מצאו כי נוירונים שהגיבו ספציפית לריחות גם עזרו לפענח את זהות הריחות. המחקר מצא כי האמיגדלה ממלאת תפקיד מובהק בהיבטים הרגשיים של חושי הריח, וההיפוקמפוס מעורב בזיהוי ריחות.
קרוב ל-40% מהנוירונים באמיגדלה, בקליפת המוח הפירפורמית, בהיפוקמפוס ובקורטקס האנטורינאלי הציגו תגובות ירי ספציפיות לריחות שונים וגם הראו שיעורי ירי מוגברים כאשר נחשפו לריחות בהשוואה לחשיפה לבקרה ללא ריח. זה אישר את תפקידם בעיבוד מידע חוש הריח.
בעוד שהנוירונים באמיגדלה, בקליפת המוח הפירפורמית ובקליפת המוח האנטורינאלית הראו פעילות עצבית הקשורה לזיהוי ריחות, נדרשו פחות נוירונים בקליפת המוח הפירפורמית כדי לזהות את הריח בהשוואה לאזורים האחרים במדויק.
יתר על כן, הפעילות הנוירונית הקשורה לזיהוי ריחות התרחשה מהר יותר באמיגדלה ובקורטקס הפירפורמי מאשר בהיפוקמפוס ובקורטקס האנטורינאלי.
גם הנוירונים בהיפוקמפוס, באמיגדלה ובקליפת המוח הפיריפורמית הראו פעילות מופחתת כאשר אותו ריח הוצג בפניהם שוב ושוב. תהליך זה נקרא דיכוי חזרות ונמצא בלתי תלוי בכל שינויי שאיפה, מה שמעיד על כך שהתאי עצב הסתגלו לגירויים חוזרים ונשנים לאורך זמן.
הנוירונים באמיגדלה הגיבו יותר לריחות שאהבו מאשר לאלה שלא אהבו, מה שמצביע על תגובה רגשית לחושי הריח באזור.
הנוירונים בהיפוקמפוס הפגינו שיעורי ירי מוגברים כאשר ריחות זוהו בצורה נכונה, מה שמעיד על כך שאזור זה במוח קשור יותר לזיהוי ריחות מוצלח.
מעניין לציין שהקורטקס הפירפורמי והאמיגדלה הגיבו לאותות ריח וראייה, כמו תמונות התואמות לריחות, מה שמרמז על כך שאזורים אלה היו מעורבים בשילוב גירויים חושיים משיטות שונות.
אזורים מסוימים הגיבו גם לייצוגים שונים של אותו אובייקט, כגון ריח, מילה ותמונה, מה שמצביע על סדר גבוה יותר של עיבוד רמזים סמנטיים.
מסקנות
בסך הכל, המחקר הציג תצוגה מפורטת של האופן שבו המוח האנושי עיבד גירויים חושניים והדגיש את תפקידיהם של קליפת המוח הפירפורמית והאמיגדלה בעיבוד מהיר ומדויק של סימני ריח וזיהוי ועיבוד רגשי של ריחות.
