Для миллионов людей потеря обоняния незаметно меняет повседневную жизнь. Вкус еды теряет свою глубину, знакомые места кажутся странно далекими, а важные предупреждающие сигналы, такие как дым, газ или испорченная еда, становится сложнее распознать. Глубокая связь обоняния с памятью и эмоциями делает его отсутствие особенно дезориентирующим, а однажды поврежденную систему крайне сложно восстановить. Эта проблема заставила некоторых исследователей перестать задаваться вопросом, как восстановить обоняние, и начать исследовать, может ли информация, передаваемая обонянием, поступать в мозг другими путями.
Потеря обоняния, или аносмия, поражает десятки миллионов людей во всем мире, часто являясь следствием вирусных инфекций, травм головы или неврологических заболеваний. В отличие от зрения или слуха, обоняние зависит от хрупких нейронных связей, которые напрямую соединяются с областями мозга, отвечающими за эмоции и память. Когда эти связи нарушаются, результатом является не просто потеря чувствительности, а глубокое изменение в том, как человек воспринимает мир.
В исследовании, опубликованном в журнале Science Advances , ученые изучили альтернативную стратегию, которая полностью обходит поврежденную обонятельную систему. Вместо того чтобы пытаться восстановить само обоняние, они сосредоточились на сохранении того, что оно дает: информации о химической среде вокруг нас. Другими словами, они задались вопросом, можно ли восстановить восприятие, разделив процесс обнаружения запахов и процесс их восприятия.
Их прототип устройства делает именно это. Он разделяет обнаружение и восприятие, сначала улавливая запахи в воздухе с помощью искусственной сенсорной системы и преобразуя их в цифровую сигнатуру. Затем эта информация передается в мозг по другому сенсорному каналу, который остается функциональным даже при потере обоняния. Вместо активации обонятельного нерва система стимулирует тройничный нерв — сенсорный путь в носовой полости, отвечающий за передачу осязания, температуры и раздражения.
Стимуляция вызывает отчетливое физическое ощущение внутри носа. Пользователи не ощущают запахи в традиционном смысле. Вместо этого, благодаря тренировке, мозг учится связывать определенные паттерны стимуляции с конкретными запахами, позволяя людям различать запахи по ощущениям, а не по аромату. По сути, мозг строит новую интерпретационную карту, используя осязание в качестве замены химического восприятия.
Этот подход основан на концепции сенсорного замещения, при которой информация от отсутствующего или поврежденного органа чувств перенаправляется через функционирующий орган. Носовая полость идеально подходит для этой стратегии, поскольку в ней параллельно расположены обе системы: обонятельная сеть для восприятия запахов и тройничный нерв для соматосенсорных сигналов. Используя этот второй путь, устройство предлагает способ передачи информации о запахах, не полагаясь на поврежденную обонятельную сеть.
Чтобы проверить эту идею, исследователи провели серию экспериментов с участием 65 человек, включая людей с нормальным обонянием и людей с частичной или полной потерей обоняния. Участники смогли обнаружить молекулы пахучих веществ с помощью устройства, и большинство из них могли надежно различать разные запахи. Что особенно важно, система работала одинаково хорошо как для людей, не способных чувствовать запахи, так и для тех, кто их чувствует, что позволяет предположить, что тройничный нервный путь обеспечивает стабильный и широкодоступный путь для передачи этих сигналов.
Устройство не восстанавливает богатство сенсорных ощущений или эмоциональную непосредственность обоняния, и исследователи стараются не представлять его как замену. На данном этапе это остается лишь экспериментальным образцом. Но оно демонстрирует нечто новое: мозг может научиться получать доступ к химической информации через осязание, когда само обоняние становится недоступным.
В более широком смысле, эта работа отражает сдвиг в подходах к решению проблемы потери сенсорных функций. Вместо того чтобы сосредотачиваться исключительно на восстановлении поврежденных систем, она предполагает, что само восприятие может быть восстановлено путем преобразования информации между органами чувств.
Для людей, страдающих аносмией, такой переосмысление открывает более тихую форму возможностей: не возвращение обоняния, а новый способ взаимодействия с химическим миром посредством обучения, адаптации и опыта.
Данное исследование было опубликовано в журнале Science Advances .
