Согласно исследованию Северо-Западной медицины, опубликованному в PLOS Biology , нейронные волны трех различных регистров объединяются, чтобы дать мозгу картину того, что ощущается .
По словам Кристины Зелано, доктора философии, доцента кафедры Кена и Рут Дэви , это полная характеристика нейронных колебаний, происходящих в обонятельной коре , когда человек ощущает запах , что обеспечивает платформу для дальнейшего изучения обработки обоняния. неврологии в отделении эпилепсии и клинической нейропсихологии и старший автор исследования.
«Мы не понимаем, как запахи представлены в человеческом мозгу », — сказал Зелано. «Это фундаментальный вопрос, на который мы помогаем ответить».
Предыдущие исследования каталогизировали другие органы чувств, использующие низкочастотные колебания для улучшения восприятия. Нейроны зрительной и слуховой систем обычно работают на фоновом шуме возбудимости, но когда мозг пытается что-то увидеть или услышать, эти нейроны активируются синхронно.
Предыдущие исследования лаборатории Зелано обнаружили аналогичные низкочастотные колебания в обонятельной коре. Глубоко в мозгу обонятельную кору трудно изучать, но Зелано и ее коллегам предоставили уникальную возможность отделение мониторинга эпилепсии Северо-Западного медицинского комплексного центра эпилепсии, которым руководит Стивен Шуэле, доктор медицинских наук, магистр здравоохранения, руководитель отдела нейрофизиологии и эпилепсии в Кафедра неврологии и профессор физической медицины и реабилитации, соавтор исследования.
Некоторые пациенты с эпилепсией страдают от трудноизлечимых припадков и решаются на операцию на головном мозге, чтобы уменьшить частоту припадков. Перед процедурой, которую проводит Джошуа Розенов, доктор медицинских наук, профессор нейрохирургии, неврологии, физической медицины и реабилитации и соавтор исследования, мозг пациента картируется с помощью электродов, имплантированных глубоко в мозг. Пациенты проводят около недели в отделении мониторинга эпилепсии. Зелано отметил, что это один из немногих случаев, когда доступны данные о мозговых волнах из обонятельной коры человека в реальном времени.
В текущем исследовании исследователи провели тесты с добровольцами в отделении мониторинга, предупредив добровольцев о приближении запаха, а затем применив запах и измерив результирующую мозговую активность.
Они обнаружили высокочастотные колебания в дополнение к ранее измеренным низкочастотным волнам. Низкочастотные колебания, называемые тета-волнами, начинаются сразу после того, как доброволец понюхал, и сразу после этого прекращаются. За тета-волнами последовали еще два набора волн: бета (около 12-30 Гц) и гамма-волны (выше 30 Гц).
Это повышает вероятность двухэтапного процесса, когда низкочастотные волны «инициируют» обонятельную кору, а высокочастотные волны отвечают за обонятельную обработку.
«Низкочастотные волны используются для связи между областями мозга, а высокочастотные колебания больше задействованы в локальных вычислениях, но очень интересно обнаружить, что низкочастотные колебания мотивируют высокочастотные колебания», — сказал доктор философии Гуаньюй Чжоу. , доцент кафедры неврологии и соавтор исследования.
