大脑可仅凭气味就导航

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西北大学研究人员开发了一种新的"嗅觉虚拟景观", 用以研究气味如何影响大脑的导航系统。 这项研究首次证明, 哺乳动物的大脑可以仅仅依靠气味来构建周围环境的地图。

基于嗅觉的虚拟现实系统可以引导人们更全面地理解气味引导导航, 并解释为什么哺乳动物厌恶不愉快的气味、对信息的灵敏度, 以及对一种天生的气味偏好。 这个系统还可以帮助技术开发人员将嗅觉融入当前的虚拟现实系统, 从而为用户提供更多的多感官体验。

领导这项研究的是来自西北大学温伯格艺术与科学学院神经生物学副教授丹尼尔 · a · 多贝克。他说:"我们发明了一种我们戏称为‘气味视觉’的东西。这是世界上第一种能够快速控制哺乳动物在空间中的气味浓度的方法。"

这项研究发表在2月26日刊的《自然通讯》杂志上。

研究人员早就知道气味可以引导动物的行为。 但是研究这种现象很困难, 因为气味几乎不可能被控制, 因为它们自然而然地在空气中传播和传播。 通过使用一个由气味主导(而不是音频和视觉)的虚拟现实系统, 多贝克和研究生布拉德 · 拉德万斯基创造了一个可以控制和维持气味的景观。

"想象一下, 在一个房间里, 每个位置都被一个独特的气味所定义,"拉德万斯基说。 "再想象一下, 无论时间流逝多久, 或者你在房间里走得多快, 这个味道大体都会保持不变。"

这正是多贝克的团队以老鼠为研究对象发展出来的。通过一种预测算法, 确定精确的时间和分布, 然后由气流系统抽出气味——如泡泡糖、松树和酸味——通过老鼠的鼻子来构建一个虚拟空间。 老鼠首先通过视觉和嗅觉线索来探索虚拟环境。 然后, 研究人员关闭了视觉虚拟现实系统, 迫使老鼠仅依靠嗅觉线索就能在完全黑暗的环境中行走。 老鼠的表现并没有减弱。 相反, 这项研究表明, 通过嗅觉景观进行运动可以使大脑的空间映射机制参与进来。

这个平台不仅可以帮助研究人员更多地了解大脑如何处理和使用气味, 还可以为人类的其他应用奠定基础。

虚拟现实技术的发展主要集中在视觉和声音上,"多贝克说。 "我们的技术很可能最终会被纳入商业虚拟现实系统, 为人类创造一种更为身临其境的多感官体验。”

本文译自 medicalxpress，由 Imagine 编辑发布。