Orrunknál fogva irányítva
A szaglásunk nem csupán egy passzív érzékelési folyamat, hanem aktívan formálja döntéseinket és viselkedésünket. Az orrunk folyamatos párbeszédet folytat az agyunkkal, amely lehetővé teszi, hogy tanuljunk és alkalmazkodjunk a minket körülvevő világhoz, így jobban navigálunk a mindennapokban. A szaglógumó és az agy közötti kölcsönhatásokat kutató projektben Raul C. Mureșan, a STAR-BBTE Intézet munkatársa, valamint az Erdélyi Idegtudományi Intézet (TINS) Kísérleti és Elméleti Idegtudományi Laboratóriumának vezetője is részt vett. A kutatás eredményeit a Nature Communications tudományos folyóirat tette közzé.
A látás és hallás világában már régóta ismert, hogy az agy nem csupán passzívan fogadja az érzékszervektől érkező információkat, hanem aktívan kommunikál velük, mintegy "beszélgetve" az érzékszervekkel. Ez a dinamikus interakció lehetővé teszi, hogy ne csupán a nyers adatokat érzékeljük, hanem azokat az adott helyzet kontextusában értelmezzük. A szaglás területén azonban a visszacsatolási mechanizmusok még kevéssé kutatottak. A szaglás folyamata a szaglógumó, vagy más néven szaglóhagyma környékén kezdődik, amely a frontális lebeny alatt található. E szaglógumóban lévő mitrális és pamacsos sejtek felelősek az ingerek továbbításáért az elülső piriform kéregbe és az elülső szaglómagba. Ezen a ponton a jelek már nem csupán a szagok érzékelésére korlátozódnak, hanem lehetőség nyílik azok jelentésének és a környezethez való viszonyuknak a mélyebb megértésére is.
A kutatók azt vizsgálták, hogy a piriform kéregből a szaglógumóba visszacsatoló idegrostok kizárólag a szagingerek feldolgozását szolgálják-e, vagy képesek akár viselkedésfüggő információk közvetítésére is. Emellett arra is kíváncsiak voltak, hogyan változik ezeknek a visszacsatolásoknak a dinamikája, ha egy korábban jutalommal társított szaginger már nem jelent előnyt. A viselkedésfüggő információk olyan idegrendszeri jelzések, amelyek az inger jelentésén túl azt is közvetítik, hogy az adott környezetben vagy helyzetben hogyan előnyös reagálnunk ezekre a jelzésekre.
A kutatás keretében a szerzők egy rendkívüli feladatsort állítottak össze egereknek, ahol az állatok szag- vagy hangalapú ingerekre reagáltak. A feladat menetét folyamatosan módosították: például olyan ingerek, amelyek korábban jutalmat hoztak, hirtelen már nem voltak jutalmazva, míg új, eddig figyelmen kívül hagyott ingerek váltak a feladat középpontjává. A korszerű képalkotó technológia segítségével valós időben figyelték az elülső piriform kéreg és a szaglógumó közötti idegrostok aktivitását, lehetővé téve, hogy részletes és precíz betekintést nyerjenek az agyi kapcsolatok működésébe élő állatok esetében.
A kutatás eredményei azt mutatják, hogy a visszacsatoló idegrostok nemcsak a szagingerek fizikai jellemzőire reagálnak, hanem érzékenyen követik azt is, ha megváltoznak a viselkedés szabályai. Az idegrostok aktivitása igazodik ahhoz, hogy mikor és hogyan reagál az állat egy adott szagra, például ha jutalomra számíthat, vagy éppen valamit el kell kerülnie. Ez az aktivitás akár másodpercek alatt újraszerveződhet, ha megváltozik a jutalommal járó inger. Ráadásul az is kiderült, hogy az említett idegrostok nemcsak a szagingerekre, hanem bizonyos hangokra is reagálnak, amennyiben azok a viselkedés szempontjából jelentőséggel bírnak. Az idegsejtek válaszai tehát nem csupán egy inger fizikai jellemzőire vonatkoznak, hanem arra is, hogy az ingernek milyen "jelentése" vagy jelentősége van a viselkedés szempontjából. A visszacsatolás főként ezt a viselkedési relevanciát közvetíti vissza a szaglórendszer első állomása, a szaglógumó felé.
A kutatás rendkívül értékes betekintést nyújt abba, hogyan képes az agy rendkívül gyorsan, akár néhány másodperc alatt új jelentéseket rendelni ugyanahhoz az érzékszervi ingerhez – például egy adott szaghoz. E folyamat dinamikája szorosan összefonódik azzal, hogy a környezet milyen kihívások elé állítja az állatot, valamint azzal, hogy milyen korábbi tapasztalatok formálták az adott helyzetet.
