냄새를 해독하기 위한 또 다른 단계

우리는 후각이 더 이상 존재하지 않을 때 비로소 후각이 얼마나 중요한지 깨닫는 경우가 많습니다. 음식 맛이 거의 없거나 연기 냄새와 같은 위험에 더 이상 반응하지 않습니다. 본 대학 병원(UKB), 본 대학, 아헨 대학의 연구원들이 처음으로 인간의 후각 인지 신경 메커니즘을 조사했습니다. 뇌의 개별 신경 세포는 냄새를 인식하고 냄새, 이미지, 예를 들어 바나나와 같은 물체의 글자에 구체적으로 반응합니다. 이 연구의 결과는 동물과 인간의 후각 연구 간의 오랜 지식 격차를 메우고 이제 저널 Nature 에 게재되었습니다.

기능적 자기공명영상(fMRI)과 같은 영상 기술은 이전에 인간 뇌의 어떤 영역이 후각 지각에 관여하는지 밝혀냈습니다. 그러나 이러한 방법은 개별 신경 세포의 근본적인 수준에서 후각을 조사할 수 없습니다. "따라서 세포 수준에서 후각 처리에 대한 우리의 이해는 주로 동물 연구에 기초하고 있으며, 이러한 결과가 어느 정도 인간에게 전달될 수 있는지는 명확하지 않습니다." UKB의 간질학과에서 공동 책임 저자로 활동하는 Florian Mormann 교수는 말합니다. 그는 또한 본 대학교의 학제간 연구 분야(TRA) "Life & Health"의 일원이기도 합니다.

뇌의 신경 세포는 냄새를 식별합니다.

Mormann 교수의 연구 그룹은 이제 처음으로 냄새 맡는 동안 개별 신경 세포의 활동을 기록하는 데 성공했습니다. 이는 연구자들이 유럽에서 가장 큰 간질 센터 중 하나인 UKB의 간질 클리닉에서 온 환자들과 협력했기 때문에 가능했습니다. 환자들은 진단 목적으로 뇌에 전극을 이식했습니다. 그들에게는 오래된 생선과 같은 즐거운 냄새와 불쾌한 냄새가 모두 주어졌습니다. "우리는 인간 뇌의 개별 신경 세포가 냄새에 반응한다는 것을 발견했습니다. 그들의 활동을 바탕으로 어떤 냄새가 나는지 정확하게 예측할 수 있었습니다." UKB에서 Mormann 교수의 연구 그룹에 속한 본 대학교 박사 과정생인 첫 번째 저자 Marcel Kehl이 말했습니다. 측정 결과 해부학적으로 피리형 피질이라고 알려진 1차 후각 피질과 편도체, 해마, 측두엽 내측 피질의 특정 영역과 같은 다양한 뇌 영역이 특정 작업에 관여한다는 것이 밝혀졌습니다. 후각 피질의 신경 세포 활동이 어떤 향을 맡는지 가장 정확하게 예측하는 반면, 해마의 신경 활동은 향이 올바르게 식별되었는지 예측할 수 있었습니다. 감정 처리에 관여하는 영역인 편도체의 신경 세포만이 향이 기분 좋은지 불쾌한지에 따라 다르게 반응했습니다.

신경 세포는 바나나의 냄새, 이미지, 이름에 반응합니다.

다음 단계에서 연구자들은 냄새 인식과 이미지 간의 연관성을 조사했습니다. 이를 위해 그들은 본 연구의 참가자들에게 각 냄새에 맞는 이미지(예: 냄새와 나중에 바나나 사진)를 제시하고 뉴런의 반응을 조사했습니다. 놀랍게도, 1차 후각 피질의 신경 세포는 냄새뿐만 아니라 이미지에도 반응했습니다. RWTH 아헨 대학교 생물학 II 연구소의 공동 책임 저자인 마크 슈페어 교수는 "이는 인간 후각 피질의 임무가 냄새에 대한 순수한 인식을 훨씬 넘어선다는 것을 시사합니다."라고 말했습니다.

연구자들은 냄새, 이미지, 그리고 예를 들어 바나나의 글자에 특별히 반응하는 개별 신경 세포를 발견했습니다. 이 발견은 의미 정보가 인간의 후각 처리에서 일찍 처리된다는 것을 보여줍니다. 이 결과는 수십 년간의 동물 연구를 확인할 뿐만 아니라, 어떻게 다른 뇌 영역이 특정 인간의 후각 처리 기능에 관여하는지 보여줍니다. "이것은 인간의 후각 코드를 해독하는 방법에 대한 중요한 기여입니다." Mormann 교수가 말했습니다. "이 분야에 대한 추가 연구는 언젠가 안경이나 보청기처럼 자연스럽게 일상 생활에서 사용할 수 있는 후각 보조 장치를 개발하기 위해 필요합니다."

자금 지원: 이 연구는 iBehave 프로젝트의 일환으로 독일 연구 재단(DFG), 연방 교육 연구부(BMBF) 및 노르트라인베스트팔렌주(NRW)의 자금 지원을 받았습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/10/241009121121.htm