Mehanizmi za slike okusa. Na redu je četvrti dio Neuroenologije. Da bismo razumjeli multisenzornu integraciju koja leži u osnovi percepcije okusa, moramo započeti s tim kako mozak predstavlja senzorni svijet. Većina senzornih sistema koristi neuronski prostor da bi predstavio svoje podražaje.
To je najočiglednije u somatosenzornom sistemu, gdje je površina tijela predstavljena preko trake korteksa kao „homunculus“. Očigledno je i kod vida, gdje je vanjsko vidno polje predstavljeno vizuelnim poljem u primarnom vizuelnom korteksu. Manje je to očigledano kod slušnog sistema.
Slike mirisa
Kako je zvučna frekvencija koja nema prostorno svojstvo predstavljena u mozgu? Istraživanje je pokazalo da je frekvencija predstavljena mapom frekvencija postavljenom kroz primarni slušni korteks. Karta je jednostavno frekvencija napredovanja za mačku, ali mnogo složenije napredovanje za šišmiša koji ima povećano područje za frekvenciju koju koristi za lociranje plijena (17). Olfaktorni podražaji, u obliku različitih molekula, takođe nemaju prostorna svojstva.
Koji su neuronski mehanizmi kojima su informacije koje se prenose u molekulu mirisa predstavljene u mozgu? Kod glodara je rano utvrđeno da stimulacija zadanom vrstom molekula mirisa izaziva obrazac aktivnosti u glomerularnom sloju mirisne regije (18). Nazvali smo ih „mape mirisa“; zovu se i „slike mirisa“. Kritično otkriće bilo je da, iako su obrasci za različite mirise opsežni i preklapaju se, različiti su za različite molekule (19), čak iako se razlikuju samo po jednom atomu ugljenika i njegova dva vodonika (20).
Dalji eksperimenti u ponašanju pokazali su da glodari mogu lako razlikovati ove fine razlike (21), osjetljivost daleko veću od one za prepoznavanje antitijela i antigena u imunološkom sistemu. Novi eksperimenti identifikovali su molekule receptora mirisa (22) i pokazali da se podskupine ćelija receptora koji izražavaju (eksprimiraju) isti receptorski gen projektuju na različita mjesta u glomerularnom sloju, podržavajući tako koncept da prostor igra ulogu u kodiranju molekula mirisa.
Izrađujemo računske modele u tri dimenzije kako bismo stekli dalji uvid u to kako se te slike formiraju u (olfactory bulb) mirisnoj regiji (23). Daljnjom obradom transformišu se slike mirisa u mirisnoj regiji (koje predstavljaju informacije u molekulima mirisa) u „mirisne predmete“ u (olfactory cortex) mirisnom korteksu, koji su u obliku koji ih mozak može integrisati u percepciju mirisa (24).
Biomehanika okusa
Ovi su rezultati otkriveni eksperimentima koji koriste ortonazalni miris. Vjeruje se da se ova šema uopšteno odnosi na mehanizme neuronske obrade u retronazalnom mirisu. Međutim, dramatična je razlika u tome, što kada se retronazalni miris aktivira isparljivim sastojcima koji se ispuštaju sa zadnje strane usta tokom izdisaja, svi povezani sistemi koji su uključeni u percepciju okusa se takođe aktiviraju.
Tada se postavlja pitanje: Kako je koordinisan ovaj niz sistema? Mehanizmi aktivacije trenutno su malo poznati, osim onoga što je već spomenuto o složenim pokretima jezika i jednako složenim mehanizmima gutanja, koordiniranim disanjem. Može se vidjeti da je aktiviranje multimodalnih sistema okusa usko povezano sa kretanjem hrane i pića kroz usta zajedno sa pokretima mišića i vazduha tokom disanja. Te motoričke događaje možemo nazvati biomehanikom okusa.
Biomehanika kretanja vazduha pored zadnjeg dijela usta preciznije uključuje podskup inženjerskih problema koji spadaju u kategoriju dinamičke mehanike fluida. Ovaj pristup otkrio je složene obrasce protoka vazduha kroz nosnu šupljinu za vrijeme ortonazalnog mirisa (25-27). Sada je izazov učiniti isto za obrasce protoka vazduha kroz oro- i nazofarinks tokom retronazalnog mirisa.
Pogledati i:
- https://ovinu.info/nauka-o-okusu-savremeni-pogledi/
- https://ovinu.info/neuroenologija-1-kako-mozak-stvara-okus-vina/
Izvor: https://www.researchgate.net/. Naslov orginala: Mechanisms for flavor images and flavor biomechanics (dio iz: Neuroenology: how the brain creates the taste of wine (Neuroenologija: kako mozak stvara okus vina). Objavljeno: by Gordon M. Shepherd. Prevod: Dragutin Mijatović
Literatura
- 17. Suga N. Specialization of the auditory system for reception and processing of species-specific sounds. Fed Proc. 1978;37:2342–54.
- 18. Stewart WB, Kauer JS, Shepherd GM. Functional organization of rat olfactory bulb analysed by the 2-deoxyglucose method. J Comp Neurol. 1979;185(4):715–34.
- 19. Xu F, Liu N, Kida I, Rothman DL, Hyder F, Shepherd GM. Odor maps of aldehydes and esters revealed by functional MRI in the glomerular layer of the mouse olfactory bulb. Proc Natl Acad Sci U S A. 2003;100(19):11029–34.
- 20. Laska M, Joshi D, Shepherd GM. Olfactory sensitivity for aliphatic aldehydes in CD-1 mice. Behav Brain Res. 2006;167(2):349–54.
- 21. Buck L, Axel R. A novel multigene family may encode odorant receptors: a molecular basis for odor recognition. Cell. 1991;65(1):175–87.
- 22. Migliore M, Cavarretta F, Hines ML, Shepherd GM. Distributed organization of a brain microcircuit analyzed by three-dimensional modeling: the olfactory bulb. Front Com Neurosci. 2014;8:50.
- 23. Wilson DA, Stevenson RJ. Learning to smell: olfactory perception from neurobiology to behavior. Baltimore, MD: The Johns Hopkins University Press; 2006.
- 24. Yang GC, Scherer PW, Mozell MM. Modeling inspiratory and expiratory steady-state velocity fields in the Sprague–Dawley rat nasal cavity. Chem Senses. 2007;32(3):215–23.
- 25. Lawson MJ, Craven BA, Paterson EG, Settles GS. A computational study of odorant transport and deposition in the canine nasal cavity: implications for olfaction. Chem Senses. 2012;37(6):553–66.
- 26. Settles GS. Sniffers: fluid-dynamic sampling for olfactory trace detection in nature and homeland security – the 2004 freeman scholar lecture. J Fluids Engin. 2005;127:189–218.
- 27. Jackson RS. Wine tasting: a professional handbook. 2nd ed. Amsterdam: Elsevier; 2009.
