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看看大腦如何處理氣味

概括: 大腦中的氣味信息在處理的早期階段並不參與感知,但隨著感知的發生,難聞的氣味比令人愉快的氣味處理得更快。

資源: 東京大學

一杯熱咖啡的味道是否能幫助您以正確的方式開始新的一天,還是您無法忍受強烈而凌亂的東西?

根據一項新的研究,你的大腦處理早晨飲料氣味的速度可能取決於你是否認為這種氣味令人愉快。

東京大學的一個研究小組創造了一種特殊裝置,可以準確及時地散發 10 種不同的氣味。 這些氣味被用於評估參與者在佩戴無創腦電圖 (EEG) 帽時的舒適度。 大腦中的信號。

然後,該團隊能夠使用基於機器學習的計算機分析來處理 EEG 數據,以首次了解大腦中以高時間分辨率處理的氣味範圍是何時何地。

“我們很驚訝我們能夠在很早的時候檢測到來自 EEG 反應的氣味信號,最快在氣味出現後 100 毫秒,這表明大腦中氣味信息的表現很快,”研究生說研究生院學生Mugihiko Kato。 東京大學農業與生命科學學院。

大腦對氣味的檢測發生在參與者有意識地感知氣味之前,直到幾百毫秒後才發生。

加藤說:“我們的研究表明,感知的不同方面,特別是令人愉快、令人不快的氣味和質量,會隨著時間的推移而不是通過皮層處理而出現。”不同的時間。

同樣來自農業與生命科學研究生院的項目副教授 Masako Okamoto 說:“大腦中不適的表達比快樂和感知質量更早出現。

當使用令人不快的氣味(如腐爛和腐臭的氣味)時,參與者的大腦早在開始後 300 毫秒就能夠將它們與中性或令人愉快的氣味區分開來。

然而,令人愉悅的氣味(如花香和果香)在大腦中的表現直到 500 毫秒後才會出現,同時氣味的質量也被表達出來。 在嗅覺開始後的 600-850 毫秒之間,大腦中涉及情緒處理、語義(語言)和記憶的重要區域變得最重要。

早期識別令人不快的氣味可以成為針對潛在危險的預警系統。

“每個感覺系統感知中樞神經系統的方式因感覺方式(氣味、光線、聲音、味道、壓力和溫度)而異。 解開大腦嗅覺感知(氣味)發生的時間和地點有助於我們理解氣味。 岡本說。

“我們還認為我們的研究具有更廣泛的方法學意義。 例如,我們不知道頭皮腦電圖可以讓我們以 100 毫秒的間隔評估氣味表現。”

根據一項新的研究,你的大腦處理早晨飲料氣味的速度可能取決於你是否認為這種氣味令人愉快。

我們的大腦如何處理氣味的高時間分辨率成像可能是更好地了解未來神經退行性疾​​病(例如帕金森氏症和阿爾茨海默氏症)的機制的墊腳石。嗅覺功能障礙是早期預警信號。 該團隊有興趣探索進一步研究的幾種途徑。

“在我們的日常生活中,氣味與視覺等其他感官信息一起被感知,並且每種感覺都會影響對另一種感覺的感知,”加藤說。

“雖然我們在本研究中只展示了嗅覺刺激,但我們認為在更自然的條件下分析大腦活動,例如在電影中呈現氣味,是很重要的。” 也許 Smell-O-Vision 可能會回來?

費用: 這項工作得到了日本科學促進會 MO(18H04998 和 21H05808)的創新領域科學研究支持組織和 KT 的 JST-Mirai 計劃(JPMJMI17DC 和 JPMJMI19D1)的支持。

關於本嗅覺加工研究新聞

作者: 約瑟夫·克里舍
資源: 東京大學
接觸: Joseph Krisher – 東京大學
圖片: 圖片屬於公有領域

看更多

這顯示了研究中的大腦掃描

初步研究: 訪問已關閉。
“腦電圖解碼揭示的人腦氣味表徵的空間動態”,作者 Masako Okamoto 等人。 美國國家航空航天局


抽象的

EEG解碼揭示的人腦氣味表徵的空間動力學

人類大腦如何將嗅覺輸入轉化為從令人愉悅的花香到令人噁心的腐爛氣味的感知,是嗅覺的基本問題之一。

為了研究嗅覺感知的不同方面如何在人腦中在空間和時間上出現,我們對腦電反應進行了時間分辨多變量樣本分析。頭皮記錄了 10 種感知不同的氣味,並將由此產生的解碼準確性與感知和源活動相結合。

氣味的平均解碼精度在氣味開始後 100 ms 超過機會水平,並在 350 ms 達到峰值。 結果表明,個體氣味的神經表徵在 350 毫秒時最大程度地分離。

感知表徵出現在解碼峰值之後:單極不適(中性到不愉快)從 300 毫秒開始,愉快(中性到愉快)和感知質量(適用於其他語言描述,例如“水果”或“花”)從 500 毫秒後氣味開始,所有這些感知表徵在 600 毫秒後達到峰值。

來源估計表明,代表氣味信息的區域(根據解碼精度估計)在開始聞到氣味後 100 到 350 毫秒時位於初級和次級嗅覺區域及其周圍。

然後將氣味表徵擴展到涉及情緒處理、語義和記憶的更大區域,後者區域的活動與感知顯著相關。

這些結果表明氣味信息最初是在嗅覺區域編碼的。<350 ms) phát triển thành nhận thức của chúng (300 đến> 600 ms)通過在廣泛分佈的皮層區域進行計算,不同的感知方面具有不同的空間動態。

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