память

Стойкая потеря обоняния и вкуса от COVID-19 затронет целое поколение людей

восстановление обоняния после ковида

«Процент населения, которое ходит с этой проблемой, будет только увеличиваться», — предсказывает один из экспертов.

Потеря обоняния или вкуса — один из самых распространенных симптомов COVID-19. Обычно эти чувства приходят в норму в течение нескольких недель, но по мере распространения коронавирусных инфекций врачи опасаются, что значительное число пациентов сталкивается с долгосрочной или даже постоянной проблемой.

Потеря обоняния, которое затем влияет на вкус, может иметь более серьезные практические и психологические последствия, чем люди думают, влияя на все — от аппетита до отношения человека к миру.

По словам доктора Ракеша Чандры, исследователя из Центра обоняния и вкуса при Медицинском центре Университета Вандербильта в Нэшвилле (штат Теннесси), пострадает целое поколение людей.

«Я не думаю, что COVID исчезнет. Я думаю, мы увидим вспышки, похожие на несколько холмов, причем каждый последующий холм будет меньше предыдущего», — сказал Чандра, который также является профессором отоларингологии и заведующим отделением ринологии и хирургии основания черепа в больнице.

«С каждым из них будет определенный процент людей, у которых будет полная или почти полная потеря обоняния, а поскольку люди обычно не умирают от COVID, процент населения, которое ходит с этой проблемой, будет только увеличиваться».

Когда Чандра и его коллеги опросили более 1000 взрослых пациентов с COVID-19, почти 11% сообщили о частичной или полной потере обоняния более чем на шесть недель.

Другие исследования были еще более тревожными. Опрос 798 взрослых пациентов с COVID-19, потерявших обоняние и вкус, проведенный исследователями из Медицинской школы Университета Содружества Вирджинии в Ричмонде, показал, что около 20% так и не восстановили функцию обоняния к шести месяцам после заражения.

Этот процент – «очень много людей, учитывая, что COVID-19 поразил миллионы людей», — сказал в своем заявлении доктор Эван Райтер, медицинский директор Центра расстройств обоняния и вкуса в VCU Health и соисследователь исследования.

По состоянию на октябрь Всемирная организация здравоохранения сообщила о более чем 237 миллионах подтвержденных случаев заболевания COVID-19. Если оба исследования отражают ситуацию в мире, то десятки миллионов людей по всему миру могут ходить с ослабленным обонянием через несколько месяцев после заражения.

Чандра подозревает, что по мере длительного наблюдения за большим количеством людей, число пациентов с COVID-19, которые навсегда теряют обоняние, установится на уровне 5-6% или около того.

Большинство людей не считают это чем-то серьезным, но последствия могут быть разрушительными. Пища — важная часть того, как мы наслаждаемся повседневной жизнью, и потеря обоняния лишает человека большей части сенсорного удовольствия. Другие запахи, такие как аромат цветов, духов, дождя или свежескошенной травы, тоже исчезают. Даже ваш дом имеет свой неповторимый запах — чувствовали бы вы себя дома без него? Также нет системы оповещения о дыме или испортившейся пище.

«Мы принимаем как должное то, что мы чувствуем запах. Но мы буквально живем в среде жидкого воздуха, и с помощью обоняния мы постоянно исследуем окружающую среду… взаимодействуем с ней момент за моментом, просто дыша, вникая в ее тонкости», — говорит Чандра.

«Отсутствие этого очень отвлекает… возникает некое ощущение отключения».

Запах также поступает в часть мозга, связанную с эмоциональными чувствами и памятью, добавил он, так что это сложная часть нашей психологии.

В недавнем опросе взрослых с COVID-19-ассоциированными «нарушениями обоняния и вкуса» 87% жаловались на снижение удовольствия от еды, а 43% сообщили о депрессии.

Возможно снижение аппетита, что приводит к потере веса, хотя Чандра отметила, что некоторые пациенты могут набирать вес, потому что они едят больше соли и сахара, чтобы компенсировать свои измененные чувства. Вкусовые рецепторы на языке по-прежнему позволяют людям определять, что на вкус сладкое, кислое, горькое или соленое, но для восприятия вкуса необходимо обоняние.

Что можно сделать?

По словам Чандры, новый коронавирус не оказывает прямого воздействия на обонятельные нервные клетки; вместо этого он, по-видимому, заражает окружающие их поддерживающие клетки. Даже у пациентов с длительной потерей обоняния, возможно, обонятельная система в конечном итоге перестроится, что позволит вернуться к нормальной жизни, добавил он.

Люди моложе 40 лет имеют больше шансов восстановить потерю обоняния и вкуса, связанную с COVID-19, чем пожилые люди, обнаружили исследователи из Медицинской школы Университета Содружества Вирджинии.

Как бы неприятно это ни было, пациенты, которые переходят от отсутствия запахов к искаженному обонянию — когда все пахнет гнилью или иначе, чем раньше, — вероятно, имеют лучший прогноз, потому что это означает, что у них есть какая-то основная нейронная функция, отметил Чандра.

Чтобы повысить шансы на восстановление обоняния, и он, и Райтер рекомендуют обонятельную тренировку с использованием эфирных масел, которая включает в себя вдыхание таких ароматов, как роза, лимон, эвкалипт и гвоздика, в течение нескольких секунд дважды в день на протяжении не менее трех месяцев. Это может помочь частично восстановить способность определять и различать запахи.

Но вы находитесь здесь, и уже понимаете, что лучше делать тренировки более продуманные, активные и с большим количеством специально подобранных ароматов.

«Потенциально, это может заставить людей немного лучше настроиться на тот уровень функции, который у них остался, чтобы сделать их более чувствительными и лучше использовать оставшиеся сенсоры и нейроны, которые работают», — сказал Райтер. «Это недорого и с низким риском».

Пациенты также могут попробовать противовоспалительные стероиды, которые выпускаются в виде назальных спреев — лечение, которое обычно предназначено для людей с хроническим синуситом: «Мы заставляем людей промывать ими нос. Это может помочь, а может и нет. Это ничему не вредит», — говорит Чандра.

Еще одним вариантом, который можно попробовать, является противовоспалительная диета с высоким содержанием омега-3 жирных кислот, добавил он.

Если пациенты заразились COVID-19 три месяца назад и все еще не чувствуют запахов после того, как попробовали все эти способы, их органы чувств, вероятно, не вернутся к тому состоянию, в котором они были до заражения, отметил Чандра.

Таким пациентам может помочь технология, похожая на кохлеарный имплантат — устройство, которое использует датчик для обнаружения молекул запаха в воздухе и сообщает мозгу, что нужно почувствовать правильный запах. Исследователи из Университета Содружества Вирджинии работают над таким решением.

Источник

 

Влияние Ковида на обоняние

потеря обоняния при ковидеАлекс Маккатчан была здоровой, только что начавшей работать врачом, когда подхватила коронавирус в больнице Мельбурна. Прошло больше года, а она все еще страдает, и научные данные, пытающиеся объяснить причину этого, вызывают тревогу.

Большинство людей полагают, что, когда первые симптомы ослабевают, вирус просто исчезает через пару недель. Но теперь есть подозрение, что он может сохраняться в какой-то форме в теле и мозге, вызывая дополнительные повреждения, которые могут не проявляться годами. И есть миллионы людей, которые могут быть уязвимы.

27-летняя Маккатчан сидит в первом ряду, наблюдая за тем, как ученые приоткрывают завесу над судьбой «долгого Ковида». Она познакомилась с нейробиологом Лией Бошамп в 2012 году, когда обе готовились к поступлению на первый курс Мельбурнского университета.

Женщины стали лучшими подругами и жили в одном доме, будучи аспирантками. Сейчас они находятся по обе стороны от одного из самых распространенных и продолжительных симптомов Ковида — нарушения обоняния и вкуса: одна страдает от пережитого, а другая изучает долгосрочные последствия.

«Зная таких людей, как Лиа, я знаю, что, скорее всего, у таких людей, как я, будут какие-то долгосрочные заболевания, которые им не повезет получить», — говорит Маккатчан. «Я могу заболеть болезнью Паркинсона в 50 или 60 лет. Мы просто не знаем, что произойдет».

Целью коронавируса является белок на поверхности клеток, выстилающих дыхательные пути — от носа до самых дальних отделов легких. Внутри носовой полости клетки, которые поражает коронавирус, находятся рядом с нервами, которые сообщают мозгу об обнаружении запахов.

«Эта область носа очень интересна», — говорит Бошамп. «Это область тела, где центральная нервная система подвергается воздействию окружающей среды, что делает ее особенно уязвимой».

Поскольку Covid влияет на множество различных областей мозга и функций, таких как память, он может предрасполагать людей к нейродегенеративным заболеваниям, таким как болезнь Альцгеймера и Паркинсона. В течение десятилетий после масштабной пандемии испанского гриппа 1918 года наблюдался всплеск случаев болезни Паркинсона.

По словам Бошампа, если подобный эффект возникнет после появления Ковида, это может привести к разрушению систем здравоохранения.

«Мы стараемся прислушиваться к этим тревожным сигналам, потому что не хотим быть застигнутыми врасплох», — говорит она. «Мы должны быть действительно готовы. И единственный способ сделать это — продолжать изучать ее и готовиться как можно лучше».

Интересно, что ранние проявления болезни Паркинсона и Альцгеймера также касаются обоняния. Поэтому тренировка обоняния  может быть защитой от нарушений работы мозга.

Источник

Запахи и память

активация памяти запахамиУченые из института Вейцмана и Тель-Авивского университета в Израиле проделали интересный эксперимент. Они подносили определенные пахнущие вещества к одной из ноздрей спящих участников исследования. Эти запахи активировали специфические воспоминания.

Если днем мы изучаем что-то новое, и сопровождаем процесс обучения определенным запахом, то во время сна мы можем, в определенной мере, продолжить процесс обучения, если будем обонять тот же запах.

Но ученые пошли дальше: они использовали уникальную характеристику обонятельной системы человека: если вдыхать запахи через левую ноздрю, то активируется преимущественно левое полушарие мозга; через правую – правое. Таким образом, ученые предположили, что обонятельная стимуляция одной ноздри может привести к «односторонней» активации мозга и, следовательно, если ее проводить во время сна, она может избирательно реагировать на воспоминания на одной стороне мозга.

Участникам подавали слова, расположенные на одной стороне монитора, так, что другой глаз (и соответствующее полушарие) этого не видел. Это сопровождалось запахом розы. Затем, во время сна, подавая аромат только в одну ноздрю, учёные могли активировать воспоминания только тех слов, которые были расположены на соответствующей стороне экрана.

Что это значит: по сути, найден перспективный способ активации полушария для терапии при травматических воспоминаниях. Они чаще всего хранятся на правой стороне.

Аналогично можно придумать о методах терапии при односторонних инсультах.

Ссылка: https://www.weizmann.ac.il/WeizmannCompass/sections/briefs/scent-of-a-memory

Феномен Пруста

мадлен

Обоняние — по сравнению с другими органами чувств, такими как зрение и слух — имеет привилегированный доступ к разгадке детских воспоминаний. Все началось с романа французского писателя Марселя Пруста, который был особенно заинтересован в понимании механики своего собственного бытия и той роли, которую в нем играет память. Проект привел к десятилетнему исследованию его жизни в более чем миллионе слов (1 267 069 слов, если быть точным). Обычный роман в 250 страниц обычно состоит из 75 000 слов. В романе «В поисках утраченного времени» (À la recherche du temps perdu, 1913-1927) есть поразительный отрывок в самом начале романа, когда рассказчик Пруста, Марсель, средних лет, потягивает чайную ложечку тиллеля (чай из цветущей липы), смешанного с крошками маленького пирожного мадлен. Вкус и запах вызывают сцены из его детства: они возвращают его в старые дома деревни, где он вырос, на улицы, по которым его посылали с поручениями, в скверы и сады и, наконец, в спальню тети Леонии, где он пил пропитанный мадленом тиллеля:

И как только я узнал вкус кусочка мадлена, обмакнутого в липово-цветочный чай, который тетя давала мне […] сразу же старый серый дом на улице, где находилась ее спальня, прилетел, как трап, чтобы пристроиться к маленькому крылу, выходящему в сад, который был построен для моих родителей позади него [… А вместе с домом — город, с утра до вечера и в любую погоду, площадь, куда меня отправляли перед обедом, улицы, куда я ходил по делам, тропинки, по которым мы гуляли в хорошую погоду. И как в игре, которой японцы развлекаются, наполняя фарфоровую чашу водой и опуская в нее маленькие кусочки бумаги, до тех пор неясные, которые, как только их погружают в воду, вытягиваются и принимают форму, окрашиваются и различаются, становятся цветами, домами, человеческими фигурами, твердыми и узнаваемыми, так и теперь все цветы в нашем саду и в парке М. Сванн, вода в воде, вода, вода, вода, вода, вода, вода, вода, вода, вода, вода, вода, вода, вода, вода. Swann’s park, water-lilies on the Vivonne, and the good people of the village and their little dwellings, and the church and all of Combray and its surroundings, all this that is assuming form and substance, emerged, city and garden alike, from my cup of tea.

После публикации романа психологи и неврологи пытались понять и воспроизвести то, что стало известно, как феномен Пруста. Теперь мы знаем, что запахи лучше других стимулов вызывают автобиографические воспоминания. Это объясняется прямыми связями обоняния с частями лимбической системы, участвующими в формировании эмоций и памяти. Нейронная основа обоняния уникальна. Обоняние — единственное чувство, которое обходит таламическое реле и имеет первичный доступ к областям мозга, обычно активным во время эмоциональной обработки (миндалина), формирования долгосрочной памяти (гиппокамп) и когнитивных рассуждений и оценок высшего порядка (орбитофронтальная кора). Именно этот необычный нейронный состав привел многих к предположениям об уникальной роли обоняния в памяти, эмоциях и познании высшего порядка.

Что означает феномен Пруста?

Для Барри К. Смита немедленное и непроизвольное воспоминание, вызванных запахом, вызывает интересные философские и научные вопросы: «Действительно ли воспоминания о запахах возвращают нас к тому, как все было, или они просто вызывают в нас убеждение, что все было именно так? В конце концов, мы не можем вернуться назад и проверить, точно ли наши воспоминания соответствуют запомненной сцене. Возможно, воспоминания о запахах просто передают интенсивное яркое ощущение прошлого, как будто оно переживается заново, подобно тому, как дежа вю заставляет нас чувствовать, что мы уже переживали этот опыт раньше». Это интересное философское замечание, поскольку оно предполагает, что Пруст приводит нас к эпистемологической головоломке в том смысле, что мы просто не можем знать, каков точный статус восстановленного опыта. Мозг — это черный ящик, и мы не можем полностью понять электрохимические процессы, происходящие внутри черепа.

Пруст показывает нам, что эмоции и ощущения приходят раньше воспоминаний. Когда он пьет чай, проходит много времени, прежде чем возникает автобиографическое, семантическое воспоминание (рассказ о воспоминании). В романе воспоминания о Комбре, его улицах и парках и, наконец, о доме его бабушки, занимают шесть страниц: извлечение воспоминаний, вызванных запахом, на самом деле является тяжелой работой, потому что запахи трудно назвать и описать. Обоняние известно, как молчаливое чувство. Хотя запахи могут вызывать сильные эмоциональные ощущения, которые могут стать столь же эмоциональными воспоминаниями, нам трудно идентифицировать запахи — если только вы не принадлежите к джахаи, сообществу охотников-собирателей, живущих на Малайском полуострове, которые могут назвать запахи так же легко, как цвета. Запах не только дает более эмоциональные воспоминания, но и отличается от вербальной или визуальной информации.

Запахи особенно хорошо вызывают ностальгию, что не удивит читателей Пруста, хотя тонкости влияния обоняния на возникновение ностальгии описаны очень подробно. И эта ностальгия имеет множество положительных эффектов для людей: «Вызванная ароматом ностальгия предсказывает более высокие уровни позитивного аффекта, самооценки, самодостаточности, оптимизма, социальной связанности и смысла жизни».

Феномен Пруста показывает, что литература способна дать возможность различным дисциплинам говорить друг с другом. Нейронаука может объяснить, почему запах является сильным спусковым крючком, психология может показать, какие стимулы оказывают особенно яркое и эмоциональное воздействие, но литература играет не менее важную роль в раскрытии того, как работает память. Можно утверждать, что без литературы эмоции остаются безмолвными, что литература — это ключ к тому, чтобы дать голос безмолвному чувству.

Более широкое значение феномена Пруста связано не только с ностальгией по нашему личному, субъективному прошлому: вызывая сильные, эмоциональные воспоминания детства, мы воссоединяемся с нашими прежними «я», с теми «я», которые мы (возможно) забыли. Этот процесс полезен, поскольку позволяет нам взглянуть на свою жизнь под другим углом, что дает нам возможность перспективы и созерцания. Эти моменты сталкивают нас с нашими молодыми «я», возможно, другими, более невинными, и таким образом задают вопросы о самости и причинности — мы задаемся вопросом, как мы оказались там, где мы сейчас — какой жизненный выбор, мотивы и желания привели нас туда, где мы оказались сегодня.

— Этот отрывок взят из книги «Запах, память и литература в Черной стране» (Palgrave Macmillan), под редакцией Себастьяна Гроса и Р.М. Фрэнсиса.

Источник

В поисках олфакторных сокровищ

Икитос в АмазонииИкитос — место, куда трудно попасть. Расположенный глубоко в перуанской Амазонии, город доступен только с воздуха или воды — ни одна дорога не связывает его с остальным миром. Но для Стефана Пикара эта удаленность является частью привлекательности. Разведчик запахов из французской парфюмерной компании Behave, Пикарт отправился в Икитос на поиски новых ароматов. В частности, он искал корень душистого растения, который местная народность шипибо использует для приготовления зелья любви и дружбы. Корень, который шипибо называют пири-пири, обладает удивительным фруктово-кожаным ароматом, который Пикарт привнес в парфюмерию.

Посещение изолированных мест в поисках новых запахов показывает, насколько увлечены парфюмеры к поиску ольфакторного золота. Этому способствует мощь парфюмерной индустрии. Это бизнес всегда был большим, но сейчас он стал огромным, с годовым объемом продаж 70 миллиардов долларов по всему миру не только парфюмерии, но и всего остального — от мыла и шампуня до свечей и освежителей воздуха. Это много денег, которые можно потратить на приятные запахи. Но что заставляет нас любить те запахи, которые мы любим?

Обоняние — наименее изученное из наших основных чувств, что делает этот вопрос удивительно сложным. Неврологи, психологи и даже исследователи искусственного интеллекта начинают раскрывать тайны того, как мы воспринимаем запахи, и в то же время исследователи ароматов придумывают новые способы, чтобы пощекотать наши обонятельные нейроны.

Первый наглядный урок о том, что такое хороший запах является то, что в разных культурах существуют разные представления о том, какие запахи приятны. «В Европе люди любят анис», — говорит Кристоф Лаудамиэль, мастер-парфюмер, работающий в Нью-Йорке и Берлине. Но в США этот запах не любят.

Личный опыт играет ключевую роль в суждениях о приятности запаха. В отличие от других основных органов чувств, нервные импульсы связанные с обонянием, напрямую подключаются к лимбической системе, отвечающей за память и эмоции. В результате мы оцениваем приятность запахов по эмоциональным воспоминаниям, которые они вызывают. «Простой пример — аромат гвоздики», — говорит Чарльз Селл, химик, вышедший на пенсию из компании Givaudan, крупнейшей в мире парфюмерной компании. «Я люблю его, потому что, когда я был ребенком, моя мама обычно пекла яблочный пирог и добавляла в него гвоздику. Но гвоздичное масло также используется в стоматологии, так что кому-то, кто имел травматический опыт лечения зубов, когда было гвоздичное масло, гвоздика не понравится».

На самом деле, Селл категорически утверждает, что все запаховые предпочтения — от нашего пристрастия к ванили до от пристрастия к ванили до отвращения к гниению — являются выученными. В качестве доказательства он указывает на готовность маленьких детей исследовать что угодно. «Они будут делать вещи, которые вызывают отвращение у взрослых, например, пытаются съесть содержимое своих подгузников», — говорит он. «Это немедленная отвратительная реакция их родителей, которая учит их, что это плохой запах».

Это мнение разделяют многие эксперты, хотя исследований, подтверждающих его, на удивление мало. Некоторые исследования, однако, показывают, что одна и та же молекула может пахнуть приятно или неприятно, в зависимости от того, какие ассоциации вызываются. Многие сыры, например, содержат ту же пахучую молекулу — изовалериановую кислоту, как и потные носки, говорит Андреас Келлер, исследователь обоняния и независимый консультант из Нью-Йорка. «Всем нравится запах, когда им говорят, что пахнет сыр. Никому не нравится когда им говорят, что это грязные носки», — говорит он. «Запах не изменился, но изменилось суждение. Этим суждениям, очевидно, все учатся».

Есть еще один слой в этом споре — тот, который требует более глубокого объяснения того, как обоняние работает. В отличие от зрения или слуха, которые создают четкие определенные аспекты мира — узкий диапазон длин волн света и еще более узкая полоса для звуковых соответственно, наше обоняние призвано распознавать по существу бесконечное количество различных молекул.

Для этого в нашем носу имеется около 400 различных рецепторов запаха. Ученые до сих пор не до сих пор не пришли к единому мнению о том, как эти рецепторы распознают молекулы пахучих веществ: большинство считает, что форма каждой молекулы  соответствует дополнительной форме на поверхности рецептора, но некоторые считают, что по крайней мере некоторые рецепторы работают, воспринимая частоту вибрации в связях молекулы. Однако, как бы это ни происходило, каждый рецептор распознает разный, часто пересекающийся набор пахучих веществ. То, что что мы распознаем как запах, является аккордом, сыгранным на фортепиано с 400 клавишами.

Картина становится еще более сложной, потому что у каждого из нас свой репертуар рецепторов запаха. «Никто не чувствует запахи одинаково», — говорит Селл. И небольшие генетические различия между людьми могут влиять на то. насколько хорошо рецептор цепляется за запахи. Это важно, потому что интенсивность запаха имеет большое значение для нашего восприятия приятности. При низких концентрациях запах может быть привлекательным, но по мере увеличения интенсивности, люди начинают находить его все менее и менее приятным, говорит Джоэл Мейнланд, исследователь обоняния в Центре химических чувств Монелла в Филадельфии, штат Пенсильвания. Индивидуальные различия в рецепторах могут влиять на воспринимаемую интенсивность, а значит, и на восприятие приятности.

Это может помочь объяснить, например, почему люди с одним из вариантов рецептора запаха OR6A2, скорее всего, получат больше удовольствия от запаха кориандра, чем люди с другим вариантом. Слизь, выстилающая носовую полость, содержит ферменты, которые могут изменять молекулы пахучих веществ еще до того, как они достигнут рецепторов. Пока никто не знает, насколько насколько эти ферменты влияют на восприятие запахов, но есть намеки на то, что они могут быть важными. Например, некоторые люди описывают определенную молекулу как древесную, в то время как другие описывают ее как малиновую. При ближайшем рассмотрении оказывается, что что эти две группы различаются не рецепторами запаха, а ферментом CYP2A13, который преобразует молекулу с древесным запахом в молекулу с запахом малины.

Эти индивидуальные различия не помешали ученым решить большой вопрос о том, что именно делает запах привлекательным. Учитывая молекулярную структуру запаха, можем ли мы предсказать, насколько приятным он покажется людям? Первая подсказка о том, что это возможно, появилась более десяти лет назад. Ноам Собель из Научного института Вейцмана в Израиле и его коллеги попросили 185 человек оценить приятность 90 анонимных запахов. Затем они обратились к базе данных физических характеристик молекул, включающую более 1500 характеристик — от количества атомов до различных показателей формы, и использовали статистику, чтобы выяснить, какая комбинация характеристик наилучшим образом предсказывает оценку приятности.

Они обнаружили, что лучшие запахи, как правило, исходят от больших, более разрозненных молекул, в то время как более мелкие и компактные, как правило, пахнут отвратительнее. Чтобы обеспечить независимую проверку этого вывода, команда Собела предсказала приятность 27 запахов, не использованных в предыдущих экспериментах, а затем попросили людей оценить эти запахи. Как оказалось, молекулярный размер и компактность оказались хорошим, хотя и не идеальным, предсказателем оценки приятности.

С тех пор было проведено еще несколько исследований, которые дали более или менее одинаковый результат. «Но почему система эволюционировала, чтобы извлекать этот конкретный химический аспект мира? У меня нет хорошего объяснения», — говорит Собел. Ответ может быть связан с тем, как наши предки-охотники-собиратели оценивали свежесть потенциальных продуктов питания. «Чем больше молекула, тем более неповрежденным является материал, который вы пахнет», — говорит Келлер. «Бактерии разложения поедают крупные соединения и расщепляют их на более мелкие молекулы. Чем меньше молекулы, тем дальше вы от жизни».

Искусственный интеллект может пойти еще дальше в предсказании запахов. В 2017 году Келлер и его коллеги объявили о результатах своего DREAM Olfaction Prediction Challenge, международного конкурса, целью которого было выяснить, существует ли способ определить, как пахнет молекула, только по ее структуре. Участникам конкурса были предоставлены данные о более чем 400 различных молекул, оцененных в соответствии с их приятностью и другими качествам, таким как фруктовость, пряность и цветочность, а также физические описания каждой молекулы. Цель исследования заключалась в том, чтобы выяснить какой алгоритм машинного обучения лучше всего предсказывает сенсорные атрибуты по молекулярной структуры. После того, как заявки были получены, исследователи проверили точность каждой предсказаний каждой программы на 69 других молекулах.

Победил алгоритм, разработанный Риком Геркином из Университета штата Аризона и его коллегами, был примерно на 50 процентов точен в предсказании оценок приятности. Это лучше, чем кажется, потому что у человека оценка одной и той же молекулы несколько варьируется от момента к моменту. Эта вариация устанавливает верхний предел точности — в данном случае на уровне около 65 процентов — для любого алгоритма. Алгоритм Геркина, другими словами, предсказывал оценки людей по приятности почти так же хорошо как люди. Он также мог успешно предсказывать такие дескрипторы, как «чеснок», «рыба», «горелый» и «кислый», что открывает возможность предсказания качеств практически любой молекулы, и даже обратного проектирования одорантов, начиная с целевого запаха и  затем создать молекулу с этим запахом.

Чей нос

Но у этих усилий есть большой недостаток: они сосредоточены на отдельных молекулах. «Не существует ситуации, когда вы встречаете только один тип молекулы запаха в природе, поэтому все мы изучали стимул, который мозг не эволюционировал для декодирования», — говорит Собел. «Это было бы немного как если бы вы сказали, что попытаетесь понять, как мозг обрабатывает язык. Он не делает это, изучая чистые тона. Это просто не работает таким образом». Собел сейчас изучает, как люди воспринимают смеси запахов, хотя он не хочет говорить о своих последних результатах, потому что они еще не опубликованы.

Сотни химических веществ, содержащихся в жареных соединениях, таких как кофе или хлеб, придают богатство их ароматам, с которыми не могут сравниться более простые смеси. У мастеров-парфюмеров есть несколько своих хитростей, когда дело доходит до создания этого богатства в своих собственных композициях. Обычный аромат, будь то мыло или изысканный парфюм, обычно содержит несколько десятков ингредиентов, и парфюмер должен правильно подобрать дозу каждого из них, чтобы ни один запах не доминировал.

Парфюмеры также наслаивают ингредиенты, которые испаряются с разной скоростью, так что аромат со временем эволюционирует от мимолетных верхних нот к более продолжительным базовым нотам. Удивительно, но очень малое значение имеет то, приятный ли запах у отдельных ингредиентов. Чтобы придать сложности своим формулам, парфюмеры часто включают небольшое количество неприятно звучащих «животных» ингредиентов, таких как пахнущий фекалиями скатол или анальные выделения циветты, небольшого млекопитающего из Азии и Африки.

Желание придать ароматам пикантность стимулирует охоту за новыми молекулами для парфюмерных компаний. Именно это привело Пикарта в перуанскую Амазонку и во многие другие отдаленные уголки мира. Там нет недостатка в новых ингредиентах. «Есть много, много вещей, которые пахнут.  Мы открыли только 20 процентов, возможно». Однако многие компании предпочитают, чтобы чтобы их химики синтезировали ключевые отдушки в лаборатории. При таком подходе, кто знает какие экзотические молекулы мы будем нюхать в будущем.

Что же остается нам в поисках того, что именно делает запах хорошим?

Восприятие запахов — это сложный, субъективный и контринтуитивный бизнес, где даже даже отвратительные на первый взгляд запахи могут быть привлекательными. Простой формулы не существует. Но это не это не повод для того, чтобы воротить нос.

Holmes, D. (2019). Sniffing out the ultimate smell. New Scientist, N 3232, 1 June 2019.

Наше обоняние отражает общее состояние здоровья

женщина нюхает мужскую рубашкуКаждый четвертый американец старше 40 лет в той или иной степени страдает аносмией, или потерей обоняния. Это может повлиять на все — от аппетита, формирования памяти, полового влечения до риска психических заболеваний.

В первые дни пандемии один, казалось бы, менее тяжелый, но тем не менее тревожный симптом постоянно попадал в заголовки газет: аносмия, или полная потеря обоняния. Однако это было несколько неправильное название симптома, с которым сталкивались многие пациенты с COVID-19. Согласно нескольким исследованиям, потеря обоняния, о которой сообщалось в связи с COVID-19, чаще всего была гипосмией, или частичной потерей.

Многие люди с якобы легкой формой COVID часто отмечали потерю обоняния как единственный симптом. Хотя то, что в течение нескольких недель ваша еда на вкус напоминает картон, может показаться не таким уж плохим, значительный процент пациентов с COVID еще не полностью восстановили свое обоняние, и это существенно влияет на их повседневную жизнь.

«Мы видим довольно много людей с COVID с длительной потерей обоняния через шесть-восемь месяцев, и мы не знаем, какая часть населения будет иметь постоянную потерю обоняния», — говорит доктор Ричард Доти, директор Центра обоняния и вкуса при Пенсильванском университете.

Потеря обоняния на неопределенный срок может нанести вред как физическому, так и психическому здоровью в долгосрочной перспективе. Например, поскольку нарушение функции обоняния может также повлиять на способность чувствовать вкус, это может привести к перееданию или недоеданию, что может стать причиной множества заболеваний, связанных с весом.

Паросмия, или искажение обоняния, – еще один симптом, связанный с обонянием, который часто отмечают пациенты с COVID-19, также является известным катализатором тяжелых психических заболеваний, таких как депрессия и шизофрения. «Почти у трети людей наблюдаются некоторые психиатрические последствия, связанные с COVID», — говорит Доти.

Кроме того, существует проблема безопасности. Люди, которые не могут нормально чувствовать запахи, могут не знать, когда в их доме утечка газа или пожар. На самом деле, непропорционально большое количество пожилых людей умирает от случайного отравления газом, потому что у трех из четырех человек старше 80 лет обоняние значительно ослаблено, говорит Доти. Одно исследование показало, что у пожилых людей с плохим обонянием риск умереть в течение десяти лет на 46 процентов выше, чем у людей без потери обоняния.

Потеря обоняния также может изменить химию мозга таким образом, что это может повлиять на рациональное мышление, эмоциональную обработку и двигательный контроль. Оно играет важную роль в формировании воспоминаний и чувства влечения благодаря воздействию феромонов на мозг.

«Феромоны могут вызывать агрессию, страх, но также и влечение», — говорит доктор Сурда Павол, профессор кафедры оториноларингологии Университетской больницы Гая и Святого Томаса в Лондоне, Великобритания. «Поэтому отсутствие обоняния и вкуса может привести к потере либидо и уверенности в себе».

COVID-19 – далеко не единственная напасть, которое может привести к длительной потере обоняния. Каждый четвертый американец старше 40 лет в той или иной степени теряет обоняние по целому ряду причин — от аутоиммунных заболеваний, таких как болезнь Паркинсона, до воздействия опасных химических веществ на работе. Так что эпидемия болезни носа не исчезнет, как только пандемия отойдет на второй план.

Другие вирусы, например, обычная простуда, могут даже навсегда повлиять на функцию обоняния. Мы часто видим людей в возрасте 40 лет, которые говорят: «Да, у меня была ужасная простуда, я справился с ней, это было шесть месяцев назад, а еда до сих пор не имеет вкуса», — объясняет Доти.

Потеря обоняния, вызванная вирусами, обычно происходит внезапно, в то время как аутоиммунные заболевания или токсины окружающей среды вызывают более постепенную потерю. Ученым пока неясно, как именно COVID-19 нарушает функцию обоняния, но есть обнадеживающие новости для тех, кто уже давно перешел от потери обоняния к его искажению. По словам Павола, это «отражает восстановление или перепрограммирование обонятельных сенсорных нейронов».

Существует ряд различных методов лечения людей с частичной потерей обоняния с разной степенью успеха. Назальные стероиды могут быть полезны, как и хирургическое вмешательство, если потеря вызвана структурной блокадой. Полную потерю обоняния восстановить труднее. Доти говорит, что у пациентов, которые приходят в его клинику с аносмией, чуть более 10 процентов шансов вернуться к нормальному обонянию.

Тренировка обоняния – это терапия, часто пропагандируемая в мире здоровья носа, которая заключается в попытке стимулировать обонятельные рецепторы сильными запахами, такими как эвкалипт, гвоздика и даже аммиак. Однако это требует усилий и упорства, а врачи часто идут на поводу у пациента и не рекомендуют это.

Тем временем доктор Даниэль Коэльо из Школы отоларингологии Университета Содружества Вирджинии разрабатывает кохлеарный назальный имплантат – как слуховой аппарат, но для носа. Коэльо — специалист по ушам, и его специализация — традиционные кохлеарные имплантаты. Он работал над этой технологией еще до начала пандемии, но, когда потеря обоняния стала преобладающим симптомом, их исследования пошли в гору.

«Мы начали понимать, что эта технология невероятно актуальна для исследований, которые мы проводили, разрабатывая лечение потери обоняния», объясняет он.

Стимулировать рецепторы в обонятельной луковице гораздо сложнее, чем в ухе, поэтому команда Коэльо работала с исследователями из Массачусетского университета, разрабатывая подробные карты обонятельных путей в мозге. Другая группа в Великобритании создает химические датчики для устройства, а еще одна группа работает над тем, где и как его разместить. В настоящее время испытания на людях ожидаются через три-пять лет.

Врачи, работающие в области обоняния, видят в COVID-19 положительную сторону — он привлек внимание к их исследованиям, которые давно назрели. «Исследования обоняния никогда не былы популярными как слух или зрение, отчасти потому, что у нас нет эквивалента слухового аппарата или очков для людей с проблемами обоняния», — говорит Доти.

Когда-нибудь в недалеком будущем это может перестать быть проблемой.

Hirschlag, А. (2021). Your Sense of Smell Is Linked to Your Overall Health, Discover, 4 June 2021. Ссылка.

Обоняние как уход за бонсай

подрезка дерева бонсай как метафора работы мозгаЗапахи способны вызывать яркие воспоминания из прошлого. Мы все это знаем, когда, вдохнув аромат печенья, уносимся на кухню к бабушке. Но как именно это происходит?

Более века назад Марсель Пруст (1871-1922) описал, как главный герой романа «В поисках утраченного времени», макая бисквитное печенье Мадлен в чашку чая, переживает воспоминания о своей юности, вызванные ароматом.

Даже появился термин «Эффекта Пруста» означает явление, когда определенный аромат вызывает яркие воспоминания о конкретном времени или месте из прошлого. Как объясняет это Кретьен ван Кампен в аннотации к своей книге «Эффект Пруста: Чувства как двери к утраченным воспоминаниям:

«[Этот эффект] относится к яркому переживанию событий из прошлого с помощью сенсорных стимулов. Многие из нас знакомы с теми особыми моментами, когда вас застает врасплох крошечный сенсорный стимул (например, запах мыла вашей матери), который вызывает интенсивное и эмоциональное воспоминание об эпизоде из вашего детства.»

Как эти яркие «прустовские» воспоминания, связанные с ранними стадиями детского развития, навсегда запечатлеваются в нашем мозгу? Новое исследование обоняния на мышах, проведенное учеными из Университета Кюсю в Японии, дает некоторые новые подсказки.

Ученые на примере обонятельных нейронов мыши изучали невероятные сложные процессы участия многих белков, в частности, белка BMPR-2, в регуляции ветвления нейронов путем укрепления нейронных связей, связанных с определенным запахом во время раннего развития.

Используя удобную для обывателя метафору, японские нейробиологи описывают механизмы, вовлеченные в избирательную обрезку или укрепление нейронных связей, участвующих в обонянии мозга в период раннего развития, как «биомолекулярное дерево бонсай».

По принципу «используй или потеряешь», только те дендриты, которые активируются специфическим запахом, образуют прочные и долговечные связи, в то время как неиспользуемые дендриты подрезаются или отрезаются, как лишние ветки на ухоженном дереве бонсай.

Авторы говорят: «В начале развития нейронов они образуют избыточное количество связей, которые постепенно устраняются по мере укрепления других. Вопрос о том, как нейронные цепи ремоделируются со временем, особенно на ранних стадиях развития, остается открытым в нейробиологии. Основная причина, по которой мы используем обонятельные нейроны, заключается в том, что они легко доступны и изучаемы, а митральные клетки развивают только одну ветвь. Когда обонятельный нейрон обнаруживает специфическую молекулу, которую мы чувствуем, он посылает сигнал на определенную «путевую станцию» в обонятельной луковице мозга, называемую гломерулой. Затем этот сигнал передается в мозг через митральные клетки. Одна митральная клетка получает сигналы для одного конкретного запаха».

Источник

Shopping Cart