Μια ομάδα στο Πανεπιστήμιο του Τόκιο δημιούργησε μια ειδική συσκευή που μπορεί να μεταφέρει 10 διαφορετικές οσμές με τρόπο που είναι ακριβής και έγκαιρος. Οι οσμές χορηγήθηκαν σε συμμετέχοντες που βαθμολόγησαν την ευχάριστη τους ενώ φορούσαν μη επεμβατικά EEG στο τριχωτό της κεφαλής, τα οποία καταγράφουν σήματα μέσα στον εγκέφαλο. Στη συνέχεια, η ομάδα μπόρεσε να επεξεργαστεί τα δεδομένα EEG χρησιμοποιώντας ανάλυση υπολογιστή που βασίζεται στη μηχανική μάθηση, για να δει πότε και πού επεξεργάστηκε ο εγκέφαλος το εύρος των οσμών με υψηλή χρονική ανάλυση για πρώτη φορά.
Ήμασταν έκπληκτοι που μπορούσαμε να ανιχνεύσουμε σήματα από οσμές από πολύ πρώιμες αποκρίσεις EEG, μόλις 100 χιλιοστά του δευτερολέπτου μετά την έναρξη της οσμής, υποδηλώνοντας ότι η αναπαράσταση των πληροφοριών οσμής στον εγκέφαλο εμφανίζεται γρήγορα», δήλωσε ο Mugihiko Kato, διδακτορικός φοιτητής στο Πανεπιστήμιο του Τόκιο. Η ανίχνευση της οσμής από τον εγκέφαλο συνέβη προτού η μυρωδιά γίνει συνειδητά αντιληπτή από τον συμμετέχοντα, κάτι που συνέβη αρκετές εκατοντάδες χιλιοστά του δευτερολέπτου αργότερα. «Η μελέτη μας έδειξε ότι διαφορετικές πτυχές της αντίληψης, ιδιαίτερα η ευχάριστη οσμή, η δυσάρεστη και η ποιότητα, προέκυψαν μέσω διαφορετικής χωρικής και χρονικής επεξεργασίας του φλοιού», εξήγησε ο Κάτο.
«Η αναπαράσταση της δυσαρέσκειας στον εγκέφαλο προέκυψε νωρίτερα από την ευχαρίστηση και την αντιληπτή ποιότητα», δήλωσε ο Αναπληρωτής Καθηγητής Masako Okamoto. Όταν χορηγούνταν δυσάρεστες οσμές, ο εγκέφαλος των συμμετεχόντων μπορούσε να τις διαφοροποιήσει από τις ουδέτερες ή ευχάριστες ήδη 300 χιλιοστά του δευτερολέπτου μετά την έναρξη της οσμής. Ωστόσο, η αναπαράσταση ευχάριστων οσμών (όπως μυρωδιές λουλουδιών και φρούτων) στον εγκέφαλο δεν εμφανίστηκε πριν από 500 χιλιοστά του δευτερολέπτου, περίπου την ίδια στιγμή με την αναπαράσταση της ποιότητας της μυρωδιάς. Από 600-850 χιλιοστά του δευτερολέπτου μετά την έναρξη της οσμής, σημαντικές περιοχές του εγκεφάλου που εμπλέκονται στη συναισθηματική, σημασιολογική (γλωσσική) επεξεργασία και στη μνήμη εμπλέκονται στη συνέχεια.
Η παλαιότερη αντίληψη των δυσάρεστων οσμών μπορεί να είναι ένα σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης έναντι πιθανών κινδύνων. “Ο τρόπος με τον οποίο κάθε αισθητήριο σύστημα στρατολογεί το κεντρικό νευρικό σύστημα διαφέρει μεταξύ των αισθητηριακών μορφών (όσφρηση, φως, ήχος, γεύση, πίεση και θερμοκρασία). Η αποσαφήνιση του πότε και πού στον εγκέφαλο εμφανίζεται η οσφρητική (όσφρηση) αντίληψη μας βοηθά να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί το οσφρητικό σύστημα», είπε ο Okamoto. Αυτή η απεικόνιση υψηλής χρονικής ανάλυσης του τρόπου με τον οποίο ο εγκέφαλός μας επεξεργάζεται τις οσμές μπορεί να είναι ένα βήμα προς την καλύτερη κατανόηση των μηχανισμών των νευροεκφυλιστικών ασθενειών στο μέλλον, όπως η νόσος του Πάρκινσον και του Αλτσχάιμερ, στις οποίες μια δυσλειτουργία στην όσφρηση είναι ένα πρώιμο προειδοποιητικό σημάδι, ανέφεραν οι ερευνητές.