Pārrāvums izmanto elektronisko degunu un deguna starpsienas stimulāciju, lai radītu jaunas sensorās asociācijas cilvēkiem, kuri zaudējuši spēju uztvert smaržas. Pētījuma rezultāti publicēti žurnālā Science Advances. Nesenais zinātniskais atklājums dod jaunu cerību tiem, kuri zaudējuši ožu . Pētnieku grupa Stānlejas un viņas kolēģu vadībā veiksmīgi testējusi ierīces prototipu, kas ļauj cilvēkiem ar anosmiju (pilnīgu vai daļēju ožas zudumu) atkal uztvert un atšķirt smaržas.
Atklājums, kas publicēts žurnālā Science Advances, balstās uz sensorās aizstāšanas metodi, kas māca smadzenēm saistīt fiziskās sajūtas degunā ar dažādu smaržu klātbūtni. Šīs izstrādes nozīmīgums slēpjas tās risināmās problēmas mērogā. Ožas zudums skar aptuveni 20 % pasaules iedzīvotāju un to var izraisīt infekcijas, zāļu lietošana vai traumas. Līdz šim, atšķirībā no dzirdes vai redzes, nebija ierīču vai implantātu, kas spētu atjaunot ožu. Jaunā ierīce ir svarīgs solis ceļā uz tehnoloģisku risinājumu miljoniem cilvēku, kuri dzīvo ar šo maņu traucējumu.
Pētījumā piedalījās 65 brīvprātīgie (13 ar saglabātu ožu un 52 ar anosmiju). Visi viņi spēja sajust smaržas, un lielākā daļa no viņiem atšķīra vismaz divas dažādas smaržas, turklāt būtiskas atšķirības starp cilvēkiem ar normālu ožu un cilvēkiem, kuri to zaudējuši, netika novērotas. Prototipa darbība balstās uz tehnoloģiju un neirobioloģisko principu apvienojumu. Sistēma izmanto elektronisko degunu (e-nose), lai uztvertu smaržu molekulas, kas atrodas apkārtējā vidē. Šī ķīmiskā informācija tiek pārvērsta īpašā ciparu kodā, kas tiek pārraidīts caur nelielu elektrostimulators, kas ievietots deguna starpsienā.
Šis stimulators, kas izgatavots kā magnētiska skava, aktivizē trīskāršo nervu ar elektrisko impulsu palīdzību. Trīskāršais nervs, kas atbild par tādiem sajūtiem kā temperatūra, pieskāriens un kairinājums deguna dobumā, kļūst par alternatīvu kanālu smaržu informācijas pārraidei uz smadzenēm. Sistēma izmanto elektronisko degunu smaržu molekulu atpazīšanai un magnētisko skavu, kas elektriski stimulē trīskāršo nervu deguna dobumā, ļaujot smadzenēm saistīt fiziskās sajūtas ar noteiktām smaržām.
Praksē ierīces lietotāji neuzņem smaržas tradicionālajā veidā. Tā vietā viņi izjūt unikālas fiziskas sajūtas degunā, kuras smadzenes iemācās saistīt ar noteiktām smaržām. Tādējādi tehnoloģija neatjauno sākotnējo ožu, bet māca smadzenēm identificēt smaržas pēc jauniem sensoriem signāliem. Testa rezultāti liecina par ierīces efektivitāti dažādiem lietotāju profiliem. Pētījumā piedalījās 65 dalībnieki: 13 ar normālu ožu un 52 ar ožas zudumu. Visi dalībnieki spēja noteikt smaržu molekulu klātbūtni, un lielākā daļa spēja atšķirt divas dažādas smaržas. Turklāt spēja noteikt un atšķirt smaržas bija līdzīga gan veseliem cilvēkiem, gan cilvēkiem ar anosmiju, kas apstiprina trīskāršā nerva uzticamību kā alternatīvu ceļu kodētu smaržu signālu pārraidei.
Pētnieki plāno paplašināt ierīces atpazīstamo smaržu spektru un miniaturizēt sistēmu, lai padarītu to praktisku un pieejamu, cenšoties piedāvāt funkcionālu alternatīvu miljoniem cilvēku visā pasaulē, kuri cieš no ožas zuduma. Sensoriskās aizstāšanās princips, kas ir šī sasnieguma pamatā, jau ir izmantots citās jomās, piemēram, dzirdes un redzes jomā, izmantojot kochleāros implantus vai redzes protezus. Tomēr līdz šim nebija līdzvērtīga risinājuma smaržu zuduma problēmai.
Ierīce izmanto divu sensoro sistēmu līdzāspastāvēšanas priekšrocības deguna dobumā: ožas, kas atbild par smaržu uztveršanu, un trigēnā nerva, kas atbild par fiziskajām sajūtām. Izmantojot trigēnā nervu, lai aizstātu ožas funkciju, pētnieki atklāj jaunu ceļu uz sensoro rehabilitāciju cilvēkiem ar anosmiju.
Prototips joprojām atrodas eksperimentālajā fāzē . Komandas nākamie soļi ietver smaržu un stimulācijas modeļu diapazona paplašināšanu, ko ierīce var kodēt, kā arī sistēmas miniaturizāciju, lai vienkāršotu tās ikdienas lietošanu. Mērķis ir pārvērst laboratorijas prototipu par portatīvu un pieejamu ierīci tiem, kam tā nepieciešama. Lai gan tehnoloģija neļauj atjaunot faktisko ožu, pētnieki norāda, ka šis ir pirmais reālais risinājums maņu aizstāšanai, kas nākotnē varētu kļūt pieejams pacientiem. Šis atklājums paver iespēju miljoniem cilvēku, kuri zaudējuši ožu, atkal atšķirt un atpazīt smaržas, pat ja tas notiek ar jaunu sajūtu palīdzību, ko apgūst smadzenes.
Ožas zudums var būt neiroloģisku traucējumu priekšvēstnesis
Ožas zudums var būt saistīts ar simtiem slimību. Nesenā pētījumā tika identificētas 139 neiroloģiskas, somatiskas, iedzimtas vai iedzimtas slimības, kuras var pavadīt šis simptoms. Vairāki pētījumi liecina, ka smaržas traucējumi parasti rodas tādu slimību kā Parkinsona slimība agrīnās stadijās un ir viena no pirmajām Alcheimera slimības pazīmēm, jo smaržu ceļi ir viena no pirmajām smadzeņu zonām, kas tiek skarta. Turklāt, pēc pētnieku teiktā, ožas izmaiņas var iepriekš norādīt uz depresijas epizodēm, nopietniem sirdslēkmes gadījumiem un izkliedētu sklerozi.
Neskatoties uz pārliecinošiem pierādījumiem par saikni starp ožas izmaiņām un kognitīvo spēju samazināšanos, joprojām nav skaidrs, vai viena no tām ir otras cēlonis, vai arī abām ir kopīgi mehānismi, kas saistīti ar novecošanu vai neirodeģeneratīviem procesiem. Lai izpētītu šo saistību, zinātnieki no Fudanas Universitātes Ķīnā pētīja saistību starp ožas disfunkciju, kognitīvo spēju samazināšanos vecākiem cilvēkiem un deguna mikrobiomu.
