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Como os odores são processados no cérebro - University of Tokyo

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AR NEWS NOTÍCIAS 14 de maio de 2022
cérebro- neurônios
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Um dispositivo de liberação de odor especialmente criado, juntamente com uma análise baseada em aprendizado de máquina de eletroencefalograma registrado no couro cabeludo, permitiu que pesquisadores da Universidade de Tóquio vissem quando e onde os odores são processados ​​no cérebro. O estudo descobriu que as informações de odor no cérebro não estão relacionadas à percepção durante os estágios iniciais de processamento, mas quando a percepção ocorreu mais tarde, os odores desagradáveis ​​foram processados ​​​​mais rapidamente do que os odores agradáveis. Problemas com a percepção de odor podem ser um sintoma precoce de doenças neurodegenerativas, portanto, descobrir mais bases neurais da percepção de odor pode ajudar a entender melhor essas doenças no futuro.

O cheiro de uma xícara de café quente ajuda você a começar o dia da maneira certa? Ou você não pode suportar as coisas fortes e inebriantes? De acordo com uma nova pesquisa, a rapidez com que seu cérebro processa o cheiro de sua bebida matinal pode depender se você acha que o odor é agradável ou não.

Uma equipe da Universidade de Tóquio criou um dispositivo especial que pode liberar 10 odores diversos de maneira precisa e oportuna. Os odores foram administrados a participantes que avaliaram sua agradabilidade enquanto usavam bonés não invasivos de eletroencefalograma (EEG) gravado no couro cabeludo, que registram sinais dentro do cérebro. A equipe conseguiu então processar os dados de EEG usando análise de computador baseada em aprendizado de máquina, para ver quando e onde a faixa de odores foi processada no cérebro com alta resolução temporal pela primeira vez.

"Ficamos surpresos por podermos detectar sinais de odores apresentados a partir de respostas EEG muito precoces, tão rapidamente quanto 100 milissegundos após o início do odor, sugerindo que a representação de informações de odor no cérebro ocorre rapidamente", disse o estudante de doutorado Mugihiko Kato, da Escola de Pós-Graduação de Ciências Agrícolas e da Vida na Universidade de Tóquio.

A detecção do odor pelo cérebro ocorreu antes que o odor fosse percebido conscientemente pelo participante, o que não aconteceu até várias centenas de milissegundos depois. "Nosso estudo mostrou que diferentes aspectos da percepção, em particular o prazer, o desagrado e a qualidade do odor, surgiram por meio de diferentes processamentos corticais espaciais e temporais", disse Kato.

"A representação do desagrado no cérebro surgiu antes do prazer e da qualidade percebida", disse a professora associada do projeto Masako Okamoto, também da Escola de Pós-Graduação em Ciências Agrícolas e da Vida. Quando odores desagradáveis ​​(como cheiros podres e rançosos) foram administrados, os cérebros dos participantes puderam diferenciá-los de odores neutros ou agradáveis ​​tão cedo quanto 300 milissegundos após o início. No entanto, a representação de odores agradáveis ​​(como aromas florais e frutados) no cérebro não ocorreu até 500 milissegundos em diante, aproximadamente na mesma época em que a qualidade do odor também foi representada. De 600 a 850 milissegundos após o início do odor, áreas significativas do cérebro envolvidas no processamento emocional, semântico (linguagem) e da memória tornaram-se mais envolvidas.

A percepção precoce de odores desagradáveis ​​pode ser um sistema de alerta precoce contra perigos potenciais. "A forma como cada sistema sensorial recruta o sistema nervoso central difere entre as modalidades sensoriais (cheiro, luz, som, sabor, pressão e temperatura). sistema funciona", disse Okamoto. "Também sentimos que nosso estudo tem implicações metodológicas mais amplas. Por exemplo, não se sabia que o EEG registrado no couro cabeludo nos permitiria avaliar a representação de odores de períodos de tempo tão cedo quanto 100 milissegundos".

Essa imagem de alta resolução temporal de como nossos cérebros processam odores pode ser um trampolim para entender melhor os mecanismos de doenças neurodegenerativas no futuro, como as doenças de Parkinson e Alzheimer, nas quais uma disfunção no sentido do olfato é um sinal de alerta precoce. A equipe está interessada em explorar várias outras vias de pesquisa. "Em nossa vida diária, os odores são percebidos juntamente com outras informações sensoriais como a visão, e cada sentido influencia a percepção do outro", disse Kato. "Embora tenhamos apresentado estímulos olfativos sozinhos no estudo atual, achamos que analisar a atividade cerebral em condições mais naturais, como apresentar odores com um filme, é importante". Talvez Smell-O-Vision ainda possa voltar?

Financiamento

Este trabalho foi apoiado pelo Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas da Japan Society for the Promotion of Science to MO (18H04998 e 21H05808) e programa JST-Mirai para KT (JPMJMI17DC e JPMJMI19D1).

Fonte da história:

Materiais fornecidos pela Universidade de Tóquio . 
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