Przełomowe badanie: Wczesna aktywność mózgu w paśmie theta koduje obiektywne cechy zapachów

Nowe, istotne odkrycie, opublikowane w prestiżowym czasopiśmie The Journal of Neuroscience w listopadzie 2025 roku, rzuca nowe światło na to, jak mózg rozdziela obiektywną analizę informacji węchowej od subiektywnych reakcji emocjonalnych. Naukowcy zidentyfikowali wyraźne wzorce czasowe aktywności neuronalnej, które mają ogromny potencjał w tworzeniu obiektywnych metod diagnostycznych i terapeutycznych dla osób cierpiących na zaburzenia węchu.

Zespół badawczy, pod kierownictwem Masako Okamoto z Uniwersytetu Tokijskiego, wykorzystał zaawansowaną elektroencefalografię (EEG) o wysokiej gęstości do monitorowania elektrycznej aktywności mózgów ochotników. Zadania, które wykonywali, obejmowały wykrywanie, dyskryminację i identyfikację różnych aromatów. Kluczowy wniosek wskazuje, że aktywność mózgu w paśmie częstotliwości theta (około 4 Hz), która rozpoczyna się już po 80 milisekundach i osiąga szczyt około 370 milisekund od momentu wdechu, jest odpowiedzialna za kodowanie fundamentalnych cech fizycznych i chemicznych cząsteczek zapachowych.

Profesor Okamoto podkreśliła, że na tym wczesnym etapie przetwarzania mózg koncentruje się przede wszystkim na kodowaniu obiektywnych właściwości molekularnych, co jest niezbędne do wspierania behawioralnej dyskryminacji zapachów. Co ciekawe, dokładność dekodowania oparta na tym wczesnym sygnale theta była wprost proporcjonalna do indywidualnej zdolności uczestników do skutecznego rozróżniania poszczególnych zapachów. Ponadto, dokładność dekodowania była wyższa w tych próbach, w których uczestnicy poprawnie zidentyfikowali zapachy, co mocno potwierdza kluczową rolę tego początkowego sygnału dla prawidłowego funkcjonowania zmysłu węchu.

W opozycji do tego, aktywność w wolniejszym paśmie delta (obejmującym częstotliwości od 1 do 3 Hz) pojawiała się później, startując mniej więcej po 720 milisekundach. Ta aktywność była ściśle powiązana wyłącznie z subiektywnym odczuciem przyjemności lub nieprzyjemności danego zapachu. Badacze zaobserwowali, że późniejsza aktywność delta nie wykazywała korelacji z umiejętnościami obiektywnego rozróżniania zapachów, ale była skorelowana z silniejszymi reakcjami emocjonalnymi na aromaty w życiu codziennym.

Wśród naukowców zaangażowanych w projekt byli również Mugihiko Kato i Kazushige Tohara. Użyli oni specjalnie zaprojektowanego aparatu do precyzyjnego dozowania dziesięciu zróżnicowanych zapachów. Pozwoliło to na rejestrację z wysoką rozdzielczością czasową momentu i miejsca przetwarzania bodźców węchowych w mózgu. Te wyraźnie zróżnicowane wzorce aktywności neuronalnej stanowią krytyczny etap w zrozumieniu, w jaki sposób mózg przekształca wejście chemiczne w świadome doznania sensoryczne i emocjonalne. Wartość tego odkrycia leży w perspektywie stworzenia obiektywnych narzędzi do oceny upośledzeń węchu, co pozwoli odejść od polegania wyłącznie na subiektywnych relacjach pacjentów.

W Polsce, podobnie jak w wielu innych krajach, problem zaburzeń węchu, obejmujący hiposmię (spadek czucia zapachu) oraz anosmię (całkowitą utratę węchu), stał się szczególnie widoczny. Chociaż w Polsce brakuje aktualnych, szeroko zakrojonych badań porównywalnych z ankietą z 2023 roku, gdzie w innym kraju 25% respondentów miało hiposmię, a 1% anosmię, to kliniczne znaczenie takich odkryć jest nie do przecenienia. Obecnie obiektywna ocena węchu za pomocą EEG pozostaje domeną głównie badań naukowych, a nie rutynowej praktyki klinicznej, głównie ze względu na wysokie koszty sprzętu.

Podsumowując, wczesne kodowanie w paśmie theta stanowi solidny fundament neuronalny dla zachowań opartych na zapachach, skutecznie oddzielając fizykochemiczną rzeczywistość molekuły od późniejszej oceny afektywnej i emocjonalnej.