بویایی می‌تواند به تشخیص خطر کمک کند!

ما هنگام ورود به یک فضای جدید، از حس بویایی خود برای ارزیابی بی‌خطر بودن یا وجود تهدید در آن استفاده می‌کنیم. در قلمرو بسیاری از حیوانات، این توانایی برای بقا و تولید مثل ضروری است.

پژوهشگران «مؤسسه علوم اعصاب دل مونته» (Del Monte Institute for Neuroscience) در «دانشگاه راچستر» (U of Rochester) در حال یافتن سرنخ‌های جدیدی هستند که نشان می‌دهد دستگاه بویایی چگونه به ارزیابی تهدید کمک می‌کند و نورون‌هایی را پیدا کرده‌اند که اگر بو یک تهدید باشد، متوجه می‌شوند.

دکتر «جولیان میکس» (Julian Meeks)، پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: ما در حال تلاش برای درک چگونگی تعامل حیوانات با بو و تأثیر آن بر رفتار آن‌ها در زمینه‌های اجتماعی و غیر اجتماعی هستیم. این پژوهش جدید، روش‌های ارزشمندی را در اختیار ما قرار می‌دهد که می‌توانیم در کار‌های آینده خود از آن‌ها استفاده کنیم و مجموعه ویژه‌ای از نورون‌های موجود در دستگاه بویایی ما را به بو‌های تهدیدکننده متصل می‌کند.

شناسایی بوی تهدیدآمیز

نحوه واکنش مغز به یک تهدید اجتماعی ممکن است توسط بو هدایت شود. پژوهشگران، مجموعه خاصی از نورون‌ها را در دستگاه بویایی موش‌ها شناسایی کرده‌اند که می‌توانند بوی موش دیگری که یک تهدید بالقوه است را تشخیص دهند.

دکتر «کلسی زوک» (Kelsey Zuk)، از پژوهشگران این پروژه گفت: ما می‌دانستیم که تهاجم منطقه‌ای در یک موش نر ساکن وقتی که به طور مکرر با یک موش نر دیگر برخورد داشته باشد، افزایش می‌یابد.

وی افزود: پژوهش‌های پیشین نشان داده‌اند که این رفتار توسط بو‌های اجتماعی هدایت می‌شود، اما این پژوهش جدید، آنچه را که می‌دانیم یک قدم جلوتر می‌برد و مشخص می‌کند که این اتفاق در کدام قسمت از دستگاه بویایی رخ می‌دهد. ما اکنون می‌دانیم که انعطاف‌پذیری بین نورون‌ها اتفاق می‌افتد و پرخاشگری بین موش‌های نر ممکن است در اثر خاطره ایجادشده توسط بو به وجود بیاید.

پژوهشگران دریافتند که نورون‌های بازدارنده در ناحیه‌ای از مغز که مسئول تحلیل بو‌های اجتماعی است، به شدت فعال می‌شوند و زمانی که موش‌های نر مکررا با هم ملاقات می‌کنند، عملکرد خود را تغییر می‌دهند. بدین ترتیب، پرخاشگری سرزمینی موش‌های نر افزایش می‌یابد.

این گروه پژوهشی، با ایجاد اختلال در نورون‌های مرتبط با یادگیری در حباب بویایی، نشان دادند که پرخاشگری منطقه‌ای کاهش می‌یابد و تغییر عملکرد سلولی در مدار حسگر، مغز را به تغییر دادن واکنش‌های رفتاری نسبت به تهدیدات اجتماعی ترغیب می‌کند. زوک ادامه داد: این کار، تهاجم شدیدی را که معمولا به نمایش گذاشته می‌شود، از بین برد. نتیجه آزمایش نشان می‌دهد که این جمعیت عصبی بازدارنده حسی اولیه، نقش مهمی را در تنظیم واکنش رفتاری نسبت به بو‌های اجتماعی بر عهده دارد.

بوی جدید، نشانه تهدید

ارزیابی تهدید زمانی انجام می‌شود که یک حیوان بو‌های ناشناخته را هدایت کند؛ به عنوان مثال، بوی یک شکارچی که هرگز با آن برخورد نکرده است. پژوهشگران در این پروژه دریافتند که رسیدن بوی بد شکارچی یعنی مار به موش باعث می‌شود حیوان رفتار ارزیابی تهدید را نشان دهد که نه حس ترس و نه حس ایمنی است.

دکتر «جینژین وانگ» (Jinxin Wang)، از پژوهشگران این پروژه گفت: این نشان می‌دهد که بو‌های شیمیایی منتشر شده توسط شکارچیان چگونه باعث تحریک ارزیابی تهدید در مغز می‌شوند. شناسایی تغییرات رخ‌داده در الگو‌های رفتاری حیوانات به ما کمک می‌کند تا درک بهتری از بو‌های تهدیدآمیز در مغز داشته باشیم.

وانگ و همکارانش، یک روش یادگیری ماشینی ترکیبی را به کار گرفتند که به آن‌ها کمک کرد تا بفهمند که موش‌ها به بو‌های جدید شکارچی، واکنشی را نشان می‌دهند که منحصربه‌فرد و متمایز از نحوه واکنش موش‌ها به بو‌های غیر شکارچی است. این رفتار‌ها نه ترسناک بود و نه بی خطر، بلکه یک حالت ارزیابی بود.

میکس گفت: این یافته‌ها سرنخ‌های جدیدی را در مورد تأثیر بو‌ها بر رفتار اجتماعی و معنای آن برای بقا ارائه می‌دهند و روش‌های جدیدی را نیز ارائه می‌کنند که این علم را پیش می‌برد.

وی افزود: ما روش‌هایی را که محدودیت‌های شناخته‌شده‌ای داشتند، برای بهبود دقت، عمق اطلاعات و قابلیت تفسیر انسانی داده‌های جمع‌آوری‌شده ترکیب کردیم. ما باور داریم که این روش برای پژوهش‌های آینده در مورد این که چگونه بو‌های شیمیایی منتشرشده توسط شکارچیان باعث تحریک ارزیابی تهدید در مغز می‌شود، ارزشمند خواهد بود.

این پژوهش، در «The Journal of Neuroscience» به چاپ رسید.

منبع: نوروساینس نیوز

باشگاه خبرنگاران جوان علمی پزشکی فناوری