Нейрогастрономия. Почему мозг создает вкус еды и как этим управлять

«Судя по всему, при стимуляции обоняния амилоуксусным эфиром метаболическая активность в обонятельной луковице запускается в соответствии с некой фиксированной схемой. Это подразумевает существование неких топографических схем нейронной активности, ассоциирующихся с обработкой поступающего запаха. Предварительные исследования с использованием иных раздражителей (камфоры, сыра и т. д.) позволяют предположить дифференциацию пространственных схем рецепторной активности по разным запахам и группам запахов.

Идея, что в обонянии задействованы некие пространственные схемы, не нова, впервые ее высказал Адриан, и с тех пор ее разработке посвятили немало исследований. Используемый в данной работе метод рекомендуется для проведения дальнейших изысканий по теме».

Мы подчеркнули преимущества нашего метода: он демонстрирует активность всей изучаемой системы (а заодно и всего головного мозга) и не искажает рецепторные реакции (что нередко происходит при контакте электрода с активной клеткой). Мы также отметили, что этот метод можно использовать для опытов на животных, пребывающих в сознании и демонстрирующих природное поведение, а это позволяет фиксировать реакцию даже на очень слабые раздражители. Такими же преимуществами обладает ПЭТ и иные современные методы функционального сканирования мозга, широко применяемые на людях.

Чтобы составить комплексное представление о схемах активности и сравнить их друг с другом, в 1979 году в нашей лаборатории под руководством Уильяма Стюарта и Джона Кауэра была разработана процедура картирования, основанная на форме обонятельной луковицы: она представляет собой почти правильную сферу, за исключением отростка, соединяющего ее с мозгом. Мы адаптировали метод «проекции», применяющийся для составления карт мира, и использовали ту же систему координат: широту и долготу. Этот метод называется проекцией Мольвейде, и найти его вы можете в любом атласе мира.

В нейронауках этот метод картирования мозга, то есть нейрокартирования, используется для составления плоскостных карт. В нашем случае локусы активности обнаружились в гломерулярном слое. Они накладываются друг на друга, но для разных запахов отличаются. Таким образом, мы смогли развить гипотезу Адриана, что в основе распознавания запахов могут лежать характерные пространственные схемы. Метод 2-ДГ также показал, что при самой низкой концентрации запаха (минимальной воспринимаемой человеческим обонянием) активировалось лишь несколько локусов, а то и вовсе один; предположительно, каждый из них был локализован в одной или нескольких гломерулах. По мере повышения интенсивности запаха соответственно повышалось и количество активных гломерул. Получалось, что в схемах активности кодировался как вид, так и интенсивность запаха.

Кажется, что с такими перспективными результатами этот метод должны были взять на вооружение множество лабораторий, надеясь лично убедиться в его эффективности и продолжить исследования схем обонятельного восприятия, – но нет, этого не произошло; тому препятствовали некоторые особенности метода. Алгоритм подразумевал использование дорогого изотопа глюкозы, что делало его слишком финансово затратным и ресурсоемким для подавляющего большинства лабораторий. Картирование также сопряжено с огромным объемом монотонных и трудоемких гистологических манипуляций. Еще одним серьезным препятствием было использование радиационного облучения – большинство физиологических и психологических лабораторий просто не предназначены для работы с радиацией.

Первый шаг к дальнейшему развитию метода был сделан Лесли Скином из Делавэра. Вместе с Шарпом он искал доказательства реакции на феромонные раздражители в обонятельной луковице приматов. Вскоре метод начали использовать Андре Холлей и его коллеги во Франции, в Лионе. Подкрепив наши наработки своими исследованиями, они продолжили деятельность в этом направлении и подметили, что наличие разных схем активности для разных запахов позволяет отнести обонятельное восприятие к категории «распознавания образов», как в зрительном восприятии. Их вывод, как уже упоминалось в предыдущей главе, впоследствии лег в основу актуальной концепции нейронного уровня восприятия запахов.

АРХИВЫ ОБРАЗОВ ЗАПАХОВ

Майкл Леон и Бретт Джонсон из Калифорнийского университета проделали огромную работу, существенно расширив коллекцию полученных при помощи метода 2-ДГ плоскостных карт. В архиве на их сайте размещены карты свыше 500 образов запахов. (Ссылку на их сайт в числе прочих упоминаемых в тексте можно найти на сайте лаборатории SenseLab.)