大腦可僅憑氣味就導航

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西北大學研究人員開發了一種新的"嗅覺虛擬景觀", 用以研究氣味如何影響大腦的導航系統。 這項研究首次證明, 哺乳動物的大腦可以僅僅依靠氣味來構建周圍環境的地圖。

基於嗅覺的虛擬現實系統可以引導人們更全面地理解氣味引導導航, 並解釋為什麼哺乳動物厭惡不愉快的氣味、對信息的靈敏度, 以及對一種天生的氣味偏好。 這個系統還可以幫助技術開發人員將嗅覺融入當前的虛擬現實系統, 從而為用戶提供更多的多感官體驗。

領導這項研究的是來自西北大學溫伯格藝術與科學學院神經生物學副教授丹尼爾 · a · 多貝克。他說:"我們發明了一種我們戲稱為『氣味視覺』的東西。這是世界上第一種能夠快速控制哺乳動物在空間中的氣味濃度的方法。"

這項研究發表在2月26日刊的《自然通訊》雜誌上。

研究人員早就知道氣味可以引導動物的行為。 但是研究這種現象很困難, 因為氣味幾乎不可能被控制, 因為它們自然而然地在空氣中傳播和傳播。 通過使用一個由氣味主導(而不是音頻和視覺)的虛擬現實系統, 多貝克和研究生布拉德 · 拉德萬斯基創造了一個可以控制和維持氣味的景觀。

"想像一下, 在一個房間里, 每個位置都被一個獨特的氣味所定義,"拉德萬斯基說。 "再想像一下, 無論時間流逝多久, 或者你在房間里走得多快, 這個味道大體都會保持不變。"

這正是多貝克的團隊以老鼠為研究對象發展出來的。通過一種預測演算法, 確定精確的時間和分布, 然後由氣流系統抽出氣味——如泡泡糖、松樹和酸味——通過老鼠的鼻子來構建一個虛擬空間。 老鼠首先通過視覺和嗅覺線索來探索虛擬環境。 然後, 研究人員關閉了視覺虛擬現實系統, 迫使老鼠僅依靠嗅覺線索就能在完全黑暗的環境中行走。 老鼠的表現並沒有減弱。 相反, 這項研究表明, 通過嗅覺景觀進行運動可以使大腦的空間映射機制參與進來。

這個平台不僅可以幫助研究人員更多地了解大腦如何處理和使用氣味, 還可以為人類的其他應用奠定基礎。

虛擬現實技術的發展主要集中在視覺和聲音上,"多貝克說。 "我們的技術很可能最終會被納入商業虛擬現實系統, 為人類創造一種更為身臨其境的多感官體驗。」

本文譯自 medicalxpress，由譯者 Imagine 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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