Znajdź zawartość

Choć wyczuwanie zapachu światła mogłoby się kojarzyć z doświadczeniami synestetyka, w rzeczywistości naukowcy zaprzęgli takie właśnie zjawisko do badania sposobów wykorzystywanych przez mózg do rozróżniania woni. Ponieważ zapachy są skomplikowane chemicznie, trudno wyodrębnić obwody neuronalne, które odpowiadają za ich detekcję czy rozróżnianie. Stąd pomysł na wykorzystanie optogenetyki. Prof. Venkatesh N. Murthy i jego zespół z Uniwersytetu Harvarda oraz Cold Spring Harbor Laboratory wbudował aktywowane przez światło kanały jonowe ChR (od ang. channelrhodopsin) w obwodową część węchomózgowia myszy. W ten sposób wyhodowano zwierzęta, u których szlaki węchowe są aktywowane przez światło, a nie przez bodźce zapachowe. Akademicy wykorzystali ChR, ponieważ w ich skład wchodzi cząsteczka retinalu. Ma ona zdolność absorbowania światła i pod jego wpływem zmienia konformację przestrzenną. Murthy podkreśla, że z pozoru członkowie jego zespołu zachowali się antyintuicyjnie. W rzeczywistości jednak odseparowanie poszczególnych wzorców aktywacji mózgu pod wpływem zapachów byłoby niezwykle trudne, jeśli nie niemożliwe, ponieważ wonie są bardzo zróżnicowane i niekiedy wyjątkowo subtelne. Zapytaliśmy więc: co by było, gdybyśmy sprawili, by nos działał jak siatkówka? Dzięki optogenetyce naukowcy mogli scharakteryzować wzorce aktywacji w opuszce węchowej, czyli rejonie otrzymującym informacje bezpośrednio z receptorów nosa. Jako że świetlne dane wejściowe można łatwo kontrolować, Amerykanie przeprowadzili serię eksperymentów ze stymulacją konkretnych neuronów czuciowych. Pierwsze pytanie dotyczyło organizacji przetwarzania oraz tego, jak podobne dane wejściowe są przetwarzane przez sąsiadujące komórki mózgu. Okazało się jednak, że organizacja przestrzenna informacji węchowej w mózgu nie wyjaśnia w pełni naszej zdolności wyczuwania zapachów. Istotna wydaje się również organizacja czasowa. Studium zespołu Murthy'ego pozwala w pewnym stopniu wyjaśnić, jaką rolę w postrzeganiu woni odgrywa timing.