Huele una taza de café.
Huélelo dentro o fuera; verano o invierno; en una cafetería con un bollo; en una pizzería con pepperoni -- ¡incluso en una pizzería con un bollo! -- el café huele a café.
¿Por qué otros olores o diferentes factores ambientales "se interponen", por así decirlo, en la experiencia de oler olores individuales? Investigadores de la Escuela de Ingeniería McKelvey de la Universidad de Washington en St. Louis recurrieron a su investigación de confianzasujeto, la langosta, para averiguarlo.
Lo que encontraron fue "sorprendentemente simple", según Barani Raman, profesor de ingeniería biomédica. Sus resultados fueron publicados en la revistaActas de la Academia Nacional de Ciencias.
Raman y sus colegas han estado trabajando con langostas durante años, observando sus cerebros y sus comportamientos relacionados con el olfato en un intento de diseñar langostas que olfateen bombas. En el camino, han logrado avances sustanciales cuando se trata de comprender los mecanismos enjugar cuando se trata del sentido del olfato de las langostas.
Para entender cómo es que una langosta puede reconocer olores de manera consistente sin importar el contexto, siguieron el ejemplo de Ivan Pavlov. Al igual que los perros de Pavlov, las langostas fueron entrenadas para asociar un olor con la comida, su preferencia era una brizna de hierba. Después de irUn día sin comida, se expuso a una langosta a una bocanada de olor una bocanada de hexanol o acetato de isoamilo, luego se le dio una brizna de hierba. En tan solo seis presentaciones de este tipo, la langosta aprendió a abrir sus palpos apéndices sensoriales cerrados.a la boca a la espera de un refrigerio después de simplemente oler el "olor de entrenamiento". Al igual que nosotros reconociendo el café, la langosta entrenada pudo reconocer el olor y no permitió que otros factores se interpusieran en el camino.
En este punto, los investigadores comenzaron a observar qué neuronas se activaban cuando la langosta estaba expuesta al olor en diferentes condiciones, incluso junto con otros olores, en condiciones húmedas o secas, cuando estaban hambrientos o completamente alimentados, entrenados o no entrenados, y por diferentes cantidades de tiempo.
Bajo diferentes circunstancias, resultó que los investigadores observaron patrones altamente inconsistentes de neuronas que se activaban a pesar de que los palpos de la langosta se abrían cada vez. "Las respuestas neuronales eran muy variables", dijo Raman. "Eso parecía estar en desacuerdo con lo que elestaban haciendo las langostas, conductualmente".
¿Cómo podrían las respuestas neuronales variables producir un comportamiento consistente o estable? Para investigar esto, los investigadores recurrieron a un algoritmo de aprendizaje automático. "Queríamos ver si, dados estos patrones de respuesta neuronal variable, ¿podemos predecir el comportamiento de la langosta?", Dijo Raman."La respuesta fue sí, podemos".
El algoritmo resultó ser muy simple de interpretar. Explotó dos tipos funcionales de neuronas: hay neuronas ON, que se activan cuando hay un olor presente, y hay neuronas OFF, que se silencian cuando hay un olor presente peroactivarse después de que termine la presentación del olor.
"Puede pensar en las neuronas ON como "evidencia de" la presencia de un olor, y las neuronas OFF como "evidencia en contra" de la presencia de ese olor", dijo Raman. Para reconocer la presencia de un olor, los investigadores simplemente necesitaban agregar evidenciapara que el olor esté presente es decir, agregue los picos en todas las neuronas ON y reste la evidencia contra la presencia de ese olor es decir, agregue los picos en todas las neuronas OFF. Si el resultado estaba por encima de cierto umbral, el aprendizaje automático predeciría la langosta olíael olor.
"Nos sorprendió descubrir que este enfoque simple es todo lo que se necesitaba para reconocer sólidamente un odorante", dijo Raman.
Raman comparó el proceso con la compra de una camisa. Supongamos que tiene una lista de las cualidades que está buscando: algodón, mangas largas, camisa abotonada, color sólido, tal vez un bolsillo delantero para guardar sus anteojos, y unalgunos factores decisivos, como solo limpieza en seco o lunares.
Puede tener suerte y encontrar una camisa que sea precisamente lo que está buscando. Pero, de manera más pragmática, haría una compra siempre que muchas de las características que está buscando estén presentes y la mayoría de las características que están en ofertalos interruptores no están presentes.
Encontrar las funciones que desea es similar a la información transmitida por las neuronas ON. La ausencia de factores decisivos es similar al silenciamiento de las neuronas OFF. Siempre que se hayan activado suficientes neuronas ON que normalmente se activan con un odorante, y la mayoríaLas neuronas OFF no lo han hecho; sería una apuesta segura predecir que la langosta abrirá sus palpos anticipándose a una golosina cubierta de hierba.
