ABD’deki NYU Grossman Tıp Fakültesi’nden araştırmacılar, fareler üzerinde yaptıkları bir çalışmada, ortamda bir koku olmadığı halde algılanan bir koku varmış gibi beynin koku işleme merkezinde bir elektrik sinyali oluşturmayı başardılar.
Çalışma sırasında yapay koku sinyali oluşturmayı başaran bilim insanları, sinyalin zamanlamasını ve sıralaması da değiştirmeyi başardılar. Bu sayede farelere farklı kokular algılatılabiliyor ve hangi değişikliklerin daha önemli olduğunu belirleyebiliyorlar.
Çalışmada yer alan araştırmacılardan Edmund Chong, “Beynin kokuları nasıl algıladığını çözmek kısmen karmaşıktır. Çünkü görme gibi diğer duyulardan farklı olarak tekil kokuların en önemli yönlerini henüz bilmiyoruz” dedi.
Bilim insanları, kokular üzerine yaptıkları çalışmada hayvanlarda ve insanlarda burnun arkasında yer alan koku alma merkezine odaklandılar. Daha önce yapılan çalışmalar, kokulara bağlı havadaki moleküllerin burnu kaplayan reseptör hücrelerini, glomerül adı verilen bölgedeki sinir uçlu demetlere ve daha sonra beyin hücrelerine elektrik sinyali göndermek için tetiklediğini gösteriyor.
Glomerül aktivasyonunun zamanlamasının ve sırasının kokuya özgü olduğu bilinmektedir. Araştırmacılar, yaptıkları çalışmada hayvanların glomerül aktivasyonundan sonra bir kokuyu nasıl algıladığını, kokuya nasıl tepki verdiğini ve bir kokuyu hatırlamasını sağlayan beyin korteksine giden sinyalleri belirlediler. Ancak şimdiye kadar yapılan çalışmalar, kokular zaman içinde değişebildiğinden ve başkalarıyla karışabildiğinden nöron türleri arasında tek bir koku imzasını tam olarak izlemeyi başaramamışlardı.
NYU Grossman Tıp Fakültesi’nden araştırmacıların çalışmasında genetiği değiştirilmiş fareler kullanıldı. Bu sayede ışık göndererek farelerin beyin bölgeleri aktive edilebildi. Çalışma sırasında farelere, sadece doğru kokuyu algıladıklarında bir kolu ittirip su içebildikleri bir sistem sunuldu. Bu sayede farelerin beyinlerinde kokulara dair meydana gelen desenler ortaya çıkarılabildi.
Araştırmacılar, bu modeli kullanarak aktif glomerüllerin zamanlamasını ve karışımını değiştirerek farelerde meydana gelen değişiklikleri ortaya çıkardılar. Çalışma sırasında, koku tanımlayıcı set içindeki glomerülün farklı bölgelerini aktive eden koku sinyalini değiştirdiklerinde farelerin algılama ve su elde etme yeteneğinde yüzde 30’lara varan düşüşler keşfettiler. Setlerde yapılan değişiklikler, doğru koku algılamasında da yüzde 5’e kadar düşüşlere neden oldu.
Bilim insanları, glomerül aktivasyonlarının zamanlaması “bir melodideki notalar” gibi beraber çalıştıklarını söylüyorlar. “Notalarda” meydana gelen değişiklikler aktivasyonda gecikmelere neden olmakla beraber kesintilere de neden oluyor.
Üzerinde çalışma yapılan farelerde ne zaman, kaç tane ve hangi reseptörlerin ve glomerüllerin aktive edildiği üzerinde sıkı bir kontrol sağlayan araştırmacılar, hangi değişkenleri gözden geçireceklerini ve hangi koku özelliklerinin ortaya çıktığını tanımlayabildiler.
Çalışmaya katılan araştırmacılardan Dmitry Rinberg, “Şimdi glomerül aktivasyonunun zamanlamasını ve sırasını bozmak için bir modelimiz olduğuna göre koku alma bölgesinde belirli bir kokuyu tanımlamak için ihtiyaç duyulan minimum sayıda ve türde reseptörleri inceleyebiliriz” dedi.
