Искусственный «нос» сообщает людям о наличии определенных запахов
Исследователи протестировали экспериментальное устройство, позволяющее людям, утратившим нормальное обоняние, определять присутствие определённых запахов. Вместо того, чтобы использовать обонятельный путь, по которому носовые клетки посылают сигналы по обонятельным нервам в мозг, технология использует менее известный нервный путь в носу, передающий другие ощущения, включая остроту васаби и прохладу мяты.
У человека около 400 различных обонятельных рецепторов, которые, как считается, позволяют носу улавливать миллиарды запахов. Однако люди могут частично или полностью потерять обоняние по разным причинам, включая черепно-мозговую травму и вирусные инфекции, такие как COVID-19.
Люди с длительной аносмией отмечают значительное снижение качества жизни и повышенный риск психических расстройств, отмечает Халина Стэнли, научный сотрудник CNRS, французского национального исследовательского агентства, и соавтор новой статьи. «Идея о том, что потеря обоняния не так страшна, как потеря другого чувства, на самом деле совершенно неверна».
Исследование, проведённое другой группой в 2018 году, показало, что электроды, помещённые в пазухи рядом с обонятельной луковицей — областью мозга, обрабатывающей обонятельные сигналы, — могут стимулировать восприятие запахов, например, при употреблении запахов лука или фруктов. Сейчас учёные работают над созданием имплантатов, которые могли бы более непосредственно и целенаправленно стимулировать обонятельную луковицу — подобно кохлеарным имплантатам, которые восполняют утраченный слух, распознавая звуки и стимулируя слуховой нерв. Однако такая технология будет сложной и инвазивной, и в настоящее время она далека от того, чтобы стать терапией.
В текущем исследовании предлагается альтернативное решение. Тройничный нерв получает сигналы со всего лица, включая носовую полость, где он помогает определять температуру вдыхаемого воздуха, а также наличие раздражителей. (Определённые химические вещества в пище, активирующие окончания тройничного нерва, например, капсаицин в перце чили, способствуют ощущению острого, холодящего или жгучего вкуса.)
В ходе первых экспериментов исследователи подключили к устройству девять человек — пятеро с нормальным обонянием и четверо с нарушениями обоняния — чтобы проверить, способны ли они улавливать электрические сигналы, исходящие из ноздрей. Обе группы участников ощущали стимуляцию, описывая её как слегка неприятную и раздражающую.
Учёные также проверили, способны ли люди различать четыре разных запаха с помощью этой установки. Они подносили ароматические палочки к отверстию датчика запаха, который преобразовывался в электрический сигнал. Устройство, например, преобразовывало запах сирени в два импульса с интервалом в 400 миллисекунд, тогда как запах малины — в четыре импульса с интервалом в 100 миллисекунд.
Некоторые участники могли различать стимуляцию, вызванную разными запахами, хотя и не могли назвать соответствующие запахи. Другие же справились с этой задачей с трудом. После внесения некоторых изменений в эксперимент, направленных на упрощение, команда обнаружила, что по крайней мере в некоторых экспериментах, проведенных в разных исследовательских центрах, участники могли надежно различать два запаха. Стэнли говорит, что с помощью тренировки люди, вероятно, смогут научиться связывать определенные электрические паттерны с реальными запахами.