COVID-19, посягнув на святое – способность людей различать запахи, инициировал ряд довольно важных исследований. Наше обоняние – один из древнейших и важнейших способов находить пищу и избегать хищников. Но, как выяснили исследователи из Института медицинских исследований Стоуэрса, такое деление запахов на «хорошие» и «плохие» не обусловлено генетикой и очень пластично. Поэтому новая коронавирусная инфекция, перенесенная в раннем возрасте, может повлиять на способность классифицировать ароматы по категориям «приятное/неприятное» в дальнейшем. Этому посвящены сразу два связанных исследования, опубликованных в журналах Current Biology и eLife.
Некоторые люди, перенесшие COVID-19 с потерей обоняния, по его возвращении внезапно для себя могут открыть, что ранее приятный аромат розы вдруг начинает отдавать сигаретами, запах свежесваренного кофе превращается в запах бензина, а свежий хлеб и вовсе теперь отталкивает ароматом протухшего мяса. Таких примеров очень много, и некоторые из наших читателей наверняка продолжат этот ассоциативный ряд.
Авторы свежих исследований считают, что эти факты, сбивающие с толку, несут в себе гораздо более глубокие последствия – нарушение древних обонятельных схем, которые обеспечивают выживание вида. Ведь от того, как животные могут классифицировать запахи, зависит, найдут ли они пропитание (или иную «награду», например, в виде кофе) и насколько ловко избегут то, что нужно избежать (например, пищевое отравление от пропавшей еды).
Эта способность называется врожденной валентностью, но изучена она крайне мало. На сегодняшний день в области распознавания запахов существует две основных теории, несколько противоречащие друг другу. Теория маркированных линий гласит, что ароматы воспринимаются линейно – то есть определенный запах вызывает определенный отклик, эмоциональный или поведенческий, даже в случае, если запахи сочетаются. Согласно же теории паттернов, обонятельные сигналы распределяются по сложным схемам разных нейрональных путей и по одиночке могут иметь одни значения, а вместе – вызывать совсем другие реакции. Исследований, проведенных на млекопитающих, пока не хватает, чтобы однозначно сделать вывод, какая из них верная.
Нейробиологи из Института медицинских исследований Стоуэрса серией своих экспериментов на мышах смогли значительно дополнить эту область знаний.
В первой работе ученые исследовали влияние смесей запахов на прогнозируемую врожденную валентность грызунов. Одна комбинация содержала в себе притягательные для них ароматы, а другая – отталкивающие. Авторы отслеживали, насколько часто мыши тыкают носом в конус с запахами (неприятных они, понятное дело, избегали) и одновременно фиксировали активность обонятельной луковицы – составной части обонятельной системы, отвечающей за предварительную фильтрацию запахов.
Вопреки ожиданиям, они увидели, что при комбинации запахов один не маскировался другим (например, неприятный приятным) и не выдавал свой «нейронный код», а формировался совершенно иной паттерн (рисунок) нейрональной активности, соответствующий кардинально иному запаху, не смеси. И этот факт стал подтверждением второй теории – теории паттернов.
Но кодируются ли эти нейронные коды, соответствующие «хорошим» и «плохим» запахам, с рождения? Или же это приобретенный признак? На эти вопросы ответил второй эксперимент, в котором новорожденные мыши, находящиеся еще при матерях, ежедневно подвергались действию запаха мочи рыси, абсолютно враждебного для мышей. При этом у этих животных в первую неделю жизни «отключали» обонятельные нейроны.
Оказалось, что грызуны, подвергшиеся манипуляциям, утратили врожденную способность распознавать привлекательные или неприятные запахи, что указывает на то, что обонятельная система крайне пластична в этот критический период развития. Аромат мочи рыси перестал быть для них отталкивающим, поскольку в момент формирования валентности у них, во-первых, недоставало сигнализации, а, во-вторых, они находились в совершенно безопасных условиях.
Авторы считают, что потеря или искажение обоняния для взрослых вряд ли будут иметь большое значение, за исключением тех ситуаций, когда посторонний запах прямо сигнализирует об опасности для жизни (например, при утечке газа). Но вот для новорожденных и маленьких детей измененное сенсорное восприятие может оказаться очень критичным, особенно с учетом той роли, которую многие запахи играют в социальных взаимодействиях и психическом здоровье.
«Обоняние имеет сильную эмоциональную составляющую – это запах домашней кухни, который дает чувство комфорта и безопасности, и прочие подобные вещи. Большинство людей не осознают, насколько это важно, пока не потеряют это», — отмечают исследователи.
Текст: Анна Хоружая