Раннее воздействие запахов на новорожденных мышей имеет огромное значение для развития их осязания. Исследователи выяснили, что приятные ароматы активируют области мозга, отвечающие за осязание, уже в первую неделю жизни, что, в свою очередь, влияет на обработку сенсорной информации.
Этот критический период демонстрирует, насколько тесно связаны наши чувства на ранних этапах развития. Результаты исследования подчеркивают значимость обонятельных стимулов для правильного созревания мозга и могут быть использованы для сенсорной терапии недоношенных детей.
Обоняние и осязание — самые ранние ощущения, воспринимаемые млекопитающими, которые позволяют новорожденным кормиться грудью и общаться со своей матерью. Если одно из этих двух чувств повреждено, у человека могут возникнуть различные нарушения нервного развития.
«Наши чувства играют решающую роль в правильном формировании и функционировании мозговых цепей», — говорит Теофанис Караяннис (Theofanis Karayannis), сотрудник кафедры нейробиологии и содиректор Института исследований мозга Цюрихского университета (UZH).
Запахи и мозг новорожденных
Предыдущие исследования продемонстрировали важность соответствующей сенсорной информации для развития чувств: запахи для обоняния, звуки для слуха и так далее. Однако до сих пор было мало известно о том, как разные чувства могут влиять на созревание друг друга.
Группа исследователей под руководством Караянниса провела более детальное изучение влияния обонятельных раздражителей на мозг новорожденных мышей. Для этого они подавали приятный аромат в ноздри щенков и использовали современную широкоугольную визуализацию одного коркового полушария для картирования активности клеток мозга.
Они обнаружили, что запахи активируют нейроны в значительной части коры головного мозга мышей, включая области, отвечающие за осязание.
Критическое временное окно после рождения
Интересно, что это явление наблюдалось лишь в течение очень короткого промежутка времени: в течение первой недели после рождения. У более старших детенышей и взрослых мышей запахи оказывали влияние на более ограниченные участки мозга.
«Это ясно показывает, что обонятельный сигнал в первую послеродовую неделю вызывает особый паттерн электрической активности в мозге. Это указало нам на то, что он может быть важен для формирования мозговых цепей, отвечающих за необонятельную сенсорную обработку», — объясняет Караяннис.
Развитие обоняния и осязания связано
Чтобы проверить это предположение, команда изучила, имеет ли ранняя обонятельная стимуляция решающее значение для созревания осязания. Для этого они научили взрослых мышей различать, касается ли их усов мелкая или грубая наждачная бумага — основной способ, с помощью которого мыши исследуют окружающую среду.
Исследователи обнаружили, что мыши, которые не получали никакой обонятельной информации в первую неделю своей жизни, вели себя значительно хуже, чем те, которые подвергались воздействию запахов.
«Недостаток обоняния в критический период времени также влияет на обработку осязаний в более позднем возрасте», — говорит Караяннис. Преходящее функциональное взаимодействие между двумя ранними чувствами было также очевидно в анатомии мозга: на первой неделе жизни — то есть в критическом окне времени — исследователи обнаружили цепочку нервных связей между областями мозга, которые обрабатывают запахи и осязание. Эта связь затем исчезла через пару недель.
Ранние обонятельные стимулы важны
«Наше исследование показывает, что воздействие запахов в раннем возрасте имеет важное значение для развития осязания и созревания», — говорит Караяннис. Это открытие, возможно, распространяется и на другие чувства, такие как слух или зрение, которые развиваются позже в жизни.
Хотя эксперименты проводились на мышах, предыдущие результаты позволяют предположить, что аналогичные процессы происходят и в человеческом мозге.
«Поэтому наши результаты привлекают внимание к оценке влияния недостатков обоняния, особенно в раннем возрасте, на созревание общих сенсорных и когнитивных процессов». Такой дефицит может возникнуть в результате генетических изменений, но также вызван и окружающей средой.
Терапия запахами полезна в отделениях интенсивной терапии?
Один из таких примеров касается недоношенных детей, которых помещают в отделение интенсивной терапии новорожденных (ОРИТН), где они лишены нормальной сенсорной среды. Было показано, что это потенциально может оставить у людей долгосрочные аффективные и когнитивные следы.
«Хотя больницы стремятся обеспечить этим детям оптимальные тактильные, слуховые и зрительные стимулы, обоняние не так широко используется», — заключает Караяннис. «Наши результаты предполагают механизм, с помощью которого правильные обонятельные сигналы могут оказывать положительное влияние на развитие различных сенсорных и когнитивных навыков у младенцев».
Литература
“A nasal chemosensation-dependent critical window for somatosensory development” by Theofanis Karayannis et al. Science
