Perché odori e ricordi sono così fortemente collegati nel nostro cervello

Contenuto

• Memorie proustiane attraverso la lente della connettività olfattivo-ippocampale
• COVID-19 e il collegamento olfattivo-ippocampale (hub della memoria)

• La connettività ippocampale umana è più robusta nell'olfatto rispetto ad altri sistemi sensoriali.
• La corteccia olfattiva primaria negli esseri umani si è evoluta senza reindirizzare la connettività funzionale tra il "nodo della memoria" del cervello (cioè l'ippocampo) e il sistema dell'olfatto, suggerisce una nuova ricerca.
• La connettività olfattivo-ippocampale oscilla con le fasi respiratorie della respirazione nasale.
• La connettività olfattivo-ippocampale è massima nella gamma delle onde cerebrali theta (4-8 Hz).

Secondo un nuovo studio (Zhou et al., 2021) della Northwestern University, il profumo viaggia su una superstrada di connettività funzionale conservata in modo evolutivo che collega direttamente l'ippocampo (hub della memoria) con il sistema olfattivo. Questo articolo è stato pubblicato il 25 febbraio sulla rivista peer-reviewed Progressi in neurobiologia .

Mentre si pensa che altri sistemi sensoriali siano stati reindirizzati durante l'evoluzione umana, questo studio suggerisce che la connettività funzionale olfattivo-ippocampale è stata preservata e non reindirizzata. "Mostriamo che [la] corteccia olfattiva primaria umana, compreso il nucleo olfattivo anteriore, il tubercolo olfattivo e la corteccia piriforme - ha una connettività funzionale più forte con le reti ippocampali a riposo, rispetto ad altri sistemi sensoriali", scrivono gli autori nell'abstract dell'articolo.

Per questo studio, l'autrice senior Christina Zelano e colleghi del Northwestern Human Neuroscience Lab hanno utilizzato il neuroimaging funzionale (fMRI) combinato con l'elettrofisiologia intracranica (iEEG) per confrontare direttamente la connettività funzionale delle reti ippocampali attraverso un'ampia gamma di sistemi sensoriali umani (p. Es., Uditivo). , tattile, visivo e olfattivo).

Zelano ei suoi membri del laboratorio ipotizzano che l'olfatto non sia stato reindirizzato durante l'evoluzione dei mammiferi; quindi, abbiamo una connettività funzionale particolarmente robusta tra il nostro sistema olfattivo e l'hub di memoria. "È come una superstrada dall'odore all'ippocampo", osservano gli autori.

"Durante l'evoluzione, gli esseri umani hanno sperimentato una profonda espansione della neocorteccia che ha riorganizzato l'accesso alle reti di memoria", ha detto Zelano in un comunicato stampa. "La vista, l'udito e il tatto vengono reindirizzati nel cervello mentre la neocorteccia si espande, connettendosi con l'ippocampo attraverso un intermediario, la corteccia associativa, piuttosto che direttamente. I nostri dati suggeriscono che l'olfatto non ha subito questo reindirizzamento e ha invece mantenuto l'accesso diretto all'ippocampo. "

Memorie proustiane attraverso la lente della connettività olfattivo-ippocampale

Quasi un secolo fa, Marcel Proust ha esplorato come gli odori e il gusto possono innescare ricordi vividi e involontari nel suo romanzo in sette volumi, À la recherche du temps perdu (tradotto come Alla ricerca del tempo perduto o Ricordo delle cose passate). Nel primo volume del romanzo, Swann's Way , il narratore intinge notoriamente un pezzo di torta della madeleine in una tazza di tè; gli odori ei sapori contenuti in questa madeleine imbevuta di tè sbloccano i suoi banchi di memoria e innescano flashback istantanei della sua infanzia.

Di seguito è riportato un estratto da "episodio della madeleine" Swann's Way di Marcel Proust (c.1922):

"[Un] giorno d'inverno, mentre tornavo a casa, mia madre, vedendo che avevo freddo, mi offrì del tè, una cosa che normalmente non prendevo. All'inizio rifiutai e poi, senza una ragione particolare, cambiò il mio Manda fuori uno di quei pasticcini corti e paffuti chiamati "petites madeleines", che sembrano essere stati modellati nella capesante scanalata di un guscio di pellegrino. E presto, meccanicamente, stanco dopo una giornata noiosa con la prospettiva di un domani deprimente, portai alle labbra un cucchiaio del tè in cui avevo inzuppato un boccone di torta.Non appena il liquido caldo, e con esso le briciole, mi toccarono il palato, un brivido percorse tutto il mio corpo , e mi fermai, intento agli straordinari cambiamenti che stavano avvenendo. Un piacere squisito aveva invaso i miei sensi, ma individuale, distaccato, senza alcun suggerimento sulla sua origine. "

Il narratore, Swann, continua descrivendo come l'odore di una piccola torta madeleine intinta nel tè riporta improvvisamente un'ondata di ricordi della sua infanzia a Combray, in Francia. Chiede: "Da dove potrebbe essere venuta a me, questa gioia onnipotente?" e dice "Ero consapevole che era connesso al gusto del tè e della torta, ma che trascendeva infinitamente quei sapori, non poteva, infatti, essere della stessa natura dei loro. Da dove veniva?"

La recente scoperta che la connettività ippocampale-olfattiva umana è più forte della connettività funzionale tra altri sistemi sensoriali aiuta a rispondere all'antica domanda di Swann su come gli odori del nostro passato innescano la reminiscenza e getta luce sulle origini neurobiologiche dei cosiddetti ricordi "proustiani" .

Alla domanda: "Perché gli odori evocano ricordi così vividi?" in una sessione di domande e risposte dal comunicato stampa della Northwestern, Zelano ha risposto:

"Questo è stato un intramontabile mistero dell'esperienza umana. Quasi tutti sono stati trasportati dall'odore di un odore in un altro tempo e luogo, un'esperienza che le immagini oi suoni raramente evocano. Tuttavia, non sappiamo perché. Lo studio ha scoperto che il le parti olfattive del cervello si collegano più fortemente alle parti della memoria rispetto agli altri sensi. Questo è un pezzo importante del puzzle, una scoperta sorprendente negli esseri umani. Crediamo che i nostri risultati aiuteranno la ricerca futura a risolvere questo mistero ".

COVID-19 e il collegamento olfattivo-ippocampale (hub della memoria)

Ricerche precedenti suggeriscono che la perdita dell'olfatto è associata a un aumento del rischio di depressione e a una minore qualità della vita. Poiché molte persone che risultano positive al COVID-19 riferiscono anche di aver perso il senso dell'olfatto e del gusto, la ricerca olfattiva è di crescente importanza per il benessere psicologico di questi pazienti.

"Sebbene il nostro studio non affronti direttamente la perdita dell'olfatto COVID, parla di un aspetto importante del motivo per cui l'olfatto è importante per le nostre vite: gli odori sono una parte profonda della memoria e gli odori ci collegano a ricordi particolarmente importanti nelle nostre vite, spesso collegato ai propri cari ", ha detto Zelano. "L'odore del prezzemolo fresco tritato può evocare la cucina di una nonna, o l'odore di un sigaro può evocare la presenza di un nonno. Gli odori ci collegano a ricordi importanti che ci riportano alla presenza di quelle persone".

"C'è un urgente bisogno di comprendere meglio il sistema olfattivo al fine di comprendere meglio il motivo della perdita dell'olfatto correlata a COVID, diagnosticare la gravità della perdita e sviluppare trattamenti", ha aggiunto il primo autore Guangyu Zhou. "Il nostro studio è un esempio della scienza della ricerca di base su cui si basa la nostra comprensione dell'olfatto, della perdita dell'olfatto e dei trattamenti futuri".

"La maggior parte delle persone che perdono il loro odore a causa di COVID lo riguadagnano, ma l'intervallo di tempo varia notevolmente e alcuni hanno avuto quella che sembra essere una perdita permanente", conclude Zelano. "La ricerca come la nostra fa avanzare la comprensione delle parti olfattive del cervello, con l'obiettivo di fornire le basi per il lavoro di traduzione sugli interventi, in ultima analisi".