(damedeeso/iStock/Getty Images Plus) Vom Erschnüffeln Diabetes , Krebserkrankungen Und positive COVID-19-Fälle Wir alle wissen, dass Hunde einen sehr ausgeprägten Geruchssinn haben, angefangen beim abscheulichen Interesse an Kot. Dennoch waren die Forscher überrascht, das Ausmaß der Geruchsverkabelung im Gehirn von Hunden zu sehen.
Die Veterinär-Neuroimaging-Forscherin Erica Andrews von der Cornell University und ihre Kollegen haben gerade die Kartierung von Haushunden durchgeführt ( Familienhund ) olfaktorische Gehirnbahnen unter Verwendung Diffusions-MRT-Scans . Bei dieser Technik werden Unterschiede im Fluss von Molekülen, beispielsweise Wasser, genutzt, um eine komplexe Karte von Gewebestrukturen zu erstellen.
Mit den Daten erstellte das Team ein 3D-Modell Karten der Nervenbahnen des Hundehirns , und verfolgten umfangreiche weiße Substanz, die olfaktorische Gehirnregionen verbindet, und enthüllten eine riesige, bisher unbekannte Informationsautobahn zwischen dem olfaktorischen und visuellen System von Hunden.
„Wir haben diese Verbindung zwischen der Nase und dem Hinterhauptslappen, funktionell dem visuellen Kortex bei Hunden, bei keiner Spezies gesehen“, sagt Pip Johnson, Neuroimaging-Forscher an der Cornell University erklärt .
„Es war wirklich konstant. Und was die Größe angeht, waren diese Bereiche im Vergleich zu dem, was im menschlichen Geruchssystem beschrieben wird, wirklich dramatisch, eher wie das, was man in unserem visuellen System sehen würde.“
Dies ist wahrscheinlich das, was erlaubt unsere schlauen Hundefreunde auch ohne Sehvermögen sehr gut zu funktionieren. Zum Beispiel, Blinde Hunde können immer noch Apportieren spielen .
„Das ist fabelhaft“, sagte die pensionierte Armeetierärztin Eileen Jenkin, die nicht an der Studie beteiligt war. sagte Laura Sanders bei Science News.
„Viele Menschen haben die Theorie aufgestellt, dass dieser Zusammenhang besteht, basierend auf dem Verhalten von ausgebildeten Hunden und Spürhunden, aber niemand konnte ihn beweisen.“
Die Nase eines Hundes an sich ist beeindruckend ausgestattet, mit mehr als 220 Millionen geruchserkennende Zellen , im Vergleich zu unsere 50 Millionen oder so Geruchsrezeptoren (nach der letzten Zählung).
Allein mit diesem Schnüffelorgan können Hunde ein räumliches Bewusstsein entwickeln, chemische Kommunikation lesen und Spüren Sie unsere Stimmungen und alle möglichen Dinge verfolgen, einschließlich schwacher Wärmequellen . All diese zusätzlichen Verbindungen summieren sich also.
„Bei Hunden macht das sehr viel Sinn“ sagt Johnson. „Wenn wir einen Raum betreten, nutzen wir in erster Linie unser Sehvermögen, um herauszufinden, wo sich die Tür befindet, wer sich im Raum befindet und wo der Tisch steht.“
„Bei Hunden hingegen zeigt diese Studie, dass der Geruchssinn wirklich mit dem Sehen verknüpft ist, was die Art und Weise angeht, wie sie etwas über ihre Umgebung lernen und sich darin orientieren.“
Bei den 23 gescannten Hunden identifizierten die Forscher außerdem Informationsbahnen der weißen Gehirnmasse, die den Riechkolben (unten links im Bild unten) eng mit vier anderen Gehirnregionen verbinden.
Eine Karte der Nervenbahnen im Gehirn eines Hundes. (Pip Johnson/Trackvis Software)
Genau wie beim Menschen sind die olfaktorischen Wege zum piriformer Kortex (grün) und Limbisches System (blau) verbinden Gerüche wahrscheinlich mit Erinnerungen und Emotionen. Der entorhinaler Kortex (rosa Pfad) ist gedacht Gerüche verarbeiten und auch mit dem Speicher verbinden.
Ebenso wie die Verbindungen zum Sehen, Verbindungen zwischen dem Riechkolben und dem Hirnstamm durch kortikospinal (Türkis) waren ebenfalls ein unerwarteter Fund. Andrews und Kollegen vermuten, dass diese Verbindungen dazu führen könnten, dass mehr instinktive Reaktionen auf Gerüche auftreten, ohne dass eine höhere Gehirnverarbeitung beeinträchtigt wird.
Die Forscher sezierten zwei Hundegehirne, um zu bestätigen, was sie in den Bildgebungsmodellen sahen.
Sie weisen jedoch darauf hin, dass elektrophysiologische Untersuchungen erforderlich sind, bevor wir sicher sagen können, was diese physikalischen Zusammenhänge alles bedeuten, und zwar über Spekulationen hinaus, die auf dem basieren, was wir über diese Gehirnregionen anderer Arten wissen.
Und natürlich haben wir zu diesem Zeitpunkt keine Ahnung, ob Hunde dadurch Gerüche „sehen“ können, obwohl das Gehirn dies tut zu einigen ziemlich seltsamen Dingen fähig .
„Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass das olfaktorische System eine herausragende, wenn nicht sogar dominierende Rolle bei der Kognition von Hunden spielt und Verbindungen zu den meisten wichtigen Verarbeitungswegen hat, was es zu einem wichtigen Netzwerk macht, das bei der Untersuchung der Kognition von Hunden berücksichtigt werden muss“, schließt das Team in ihrer Arbeit .
Als nächstes wollen Andrews und Kollegen die Geruchssysteme von Katzen und Pferden kartieren. Beide haben auch ein erstaunliches Geruchsvermögen, aber Pferde sind Pflanzenfresser, daher nutzen sie ihren Geruchssinn wahrscheinlich sehr unterschiedlich.
Vorläufige Daten deuten sogar darauf hin, dass die Riechbahnen des Gehirns bei Katzen möglicherweise noch umfangreicher sind als bei Hunden.
Diese Forschung wurde veröffentlicht in Das Journal of Neuroscience .