Luktsinnet styrs av hjärnans förväntningar

Människans hjärna ser in i framtiden. Enligt en populär teori om hjärnan är dess huvudsakliga funktion att förutsäga vad som kommer att hända härnäst. Den reagerar starkast på oväntade händelser som inte passar ihop med omgivningens ledtrådar. Mycket av forskningen inom detta område, som kallas prediktiv kodning, har fokuserat på det vi ser, men inte så många vet om andra sinnen, som lukt, fungerar på samma sätt.

För att ta reda på om hjärnan också kan göra förutsägelser om lukter, genomförde forskarna en studie med tre experiment; två av dem var beteendeexperiment och ett var ett experiment med hjälp av hjärnavbildningsmetoden fMRI som utfördes vid Centrum för hjärnavbildning vid Stockholms universitet (Stockholm University Brain Imaging Center, SUBIC).

– Resultatet visar att luktsinnet var ännu mer beroende av ledtrådar än vad synsinnet var. Det här är intressant eftersom många tänker på lukt som något primitivt och reaktivt, när vår forskning visar att luktsinnet i själva verket är proaktivt, säger Stephen Pierzchajlo, doktorand vid Psykologiska institutionen, och huvudförfattare till studien.

Forskningen visar hur viktigt det är för olika sinnen att kunna ta hjälp av korrekta ledtrådar när vi klassificerar olika sinnesintryck.

– Vi har alla upplevt att vi ”hajar till” när det kommer en oväntad lukt, exempelvis när vi går in i någons lägenhet och möts av en den nya lukten. Vår forskning visar att luktsinnet till stor del påverkas av förväntningar, medan synsinnet och hörselsinnet påverkas i betydligt mindre grad, säger Jonas Olofsson, professor vid Psykologiska institutionen, och medförfattare till studien.

Forskarna visar också att när hjärnan försöker identifiera lukter som den inte hade förväntat sig, aktiveras både lukt- och synhjärnan, trots att det inte finns några visuella ledtrådar i uppgiften.

– Lukthjärnan har alltså ett helt unikt sätt att bearbeta lukter och det handlar om huruvida lukterna är förväntade eller inte. Luktsinnet varnar oss för lukter som vi inte hade förväntat oss, och kopplar in synhjärnan, kanske för att kunna se vad det är som luktar. Det är en smart funktion eftersom vi människor är så dåliga på att känna igen lukter om vi inte får ledtrådar, säger Jonas Olofsson.

I experimenten fick deltagarna lyssna på ledtrådar i form av upplästa ord, som till exempel ”citron”, och sedan fick de se en bild eller känna en lukt. De skulle sedan snabbt avgöra om bilden eller lukten stämde överens med ledtråden – om det var en citronbild eller en citronlukt, eller inte alls stämde – till exempel om det var en bild på en ros, och en rosdoft.

– Vi märkte att förväntade bilder och lukter ledde till snabbare beslut, vilket stämmer väl överens med teorin om prediktiv kodning. Vi använde skillnaden i svarshastighet för att jämföra sinnena med varandra – en större fördröjning för oväntade stimuli innebär att sinnet förlitar sig mycket på förutsägelser, säger Stephen Pierzchajlo. Studien är den första avslutade delen av hans doktorsavhandling.

– Det mänskliga luktsinnet är inte ett reaktivt, utan ett proaktivt sinne. Det använder en unik hjärnstrategi för att bearbeta oväntade lukter för att förstå vad lukterna är, säger Stephen Pierzchajlo.

Artikel: “Olfactory categorization is shaped by a transmodal cortical network for evaluating perceptual predictions” publiceras i den vetenskapliga tidskriften Journal of Neuroscience: https://www.jneurosci.org/cont...

Fakta om studien
• Tre experiment genomfördes i studien: två beteendeexperiment och ett så kallat fMRI-experiment som görs med hjälp av hjärnavbildningsmetoden fMRI vid Stockholms universitets hjärnavbildningscenter (SUBIC).
• 69 deltagare medverkade i det första beteendeexperimentet. 50 deltagare medverkade i den andra beteendestudien.
• I fMRI-experimentet insamlades och analyserades data från 15 deltagare. Därefter deltog 32 frivilliga i fMRI-delen av studien.
• I alla tre experimenten använde forskarna en uppsättning av fyra välbekanta stimuli: lavendel, syrén, citron och päron. Dessa presenterades upprepade gånger i form av dofter, bilder eller talade ord.

Källa: Stockholms universitet.