Собачий нос расшифрован: Оптический сенсор раскрывает обонятельные способности мозга собак
Новаторское исследование мозговой активности собак во время обнаружения запахов раскрыло ключевые особенности их выдающихся обонятельных способностей. Ученые из Университета Бар-Илан разработали оптический сенсор, способный дистанционно фиксировать активность мозга собак в трех ключевых областях — обонятельной луковице, гиппокампе и миндалине, — которые играют критическую роль в различении запахов. Этот прорыв может привести к созданию компактного неинвазивного устройства, способного интерпретировать и переводить обонятельные восприятия собаки для понимания человеком.
В исследовании, опубликованном в Journal of Biophotonics, ученые использовали передовую систему детекции на основе лазерной технологии и высокоразрешающей камеры для захвата мозговой активности в реальном времени у собак четырех пород.
Собаки подвергались воздействию четырех различных запаховых стимулов — чеснока, ментола, алкоголя и марихуаны. Данные были проанализированы с помощью алгоритма машинного обучения, который показал, что миндалевидное тело играет значительную роль в дифференциации запахов, подчеркивая эмоциональные и связанные с памятью аспекты обработки запахов.
«Результаты показывают, что миндалевидное тело имеет решающее значение в том, как собаки обрабатывают и реагируют на запахи, причем определенные запахи вызывают различные эмоциональные реакции и реакции памяти, и мы способны оптически детектировать активность их мозга в этой области», — сказал профессор Зеев Залевски с инженерного факультета Кофкина Университета Бар-Илан.
Исследование представляет инновационный метод анализа мозговой активности через детекцию лазерных спекл-паттернов — дистанционную, неинвазивную технику, ранее не применявшуюся к мозговой активности собак. В отличие от традиционных методов, таких как фМРТ или ЭЭГ, этот подход позволяет наблюдать реакции мозга без необходимости седации собаки или использования громоздкого оборудования. Это открывает новые возможности для изучения собак в реальных условиях, делая технику доступной для дальнейших исследований.
Новое исследование предлагает взгляд на сложную работу собачьего мозга при обработке различных запахов и открывает перспективные возможности для будущих применений в таких областях, как обнаружение наркотиков, медицинская диагностика и поисково-спасательные операции.
«Наш следующий шаг — разработать портативное устройство с Wi-Fi управлением, оснащенное мини-камерой и лазерной системой, которое можно будет крепить на голову собаки и использовать для мониторинга ее обонятельных реакций в реальном времени», — сказал доктор Яфим Бейдерман из Оптической исследовательской лаборатории профессора Залевски.
Последствия этого исследования могут также революционизировать способы использования собак в правоохранительных органах, здравоохранении и других сферах.