Un studiu inovator realizat de cercetătorii de la Universitatea Bar-Ilan oferă noi perspective asupra modului în care câinii procesează mirosurile. Cercetătorii de la Universitatea Bar-Ilan au dezvoltat un senzor optic capabil să detecteze de la distanță activitatea cerebrală a câinilor în trei regiuni-cheie - bulbul olfactiv, hipocampusul și amigdala - care joacă un rol esențial în modul în care câinii disting diferite mirosuri. Această descoperire ar putea conduce la dezvoltarea unui dispozitiv compact, neinvaziv, capabil să interpreteze și să traducă percepțiile olfactive ale unui câine pentru înțelegerea umană.

În studiul publicat în Journal of Biophotonics, oamenii de știință au folosit un sistem de structură de detecție de ultimă generație care utilizează tehnologia laser și o cameră de înaltă rezoluție pentru a capta activitatea cerebrală în timp real de la patru rase de câini.

Acești câini au fost expuși la patru stimuli olfactivi distincți - usturoi, mentol, alcool și marijuana. Datele au fost apoi analizate cu ajutorul unui algoritm de învățare automată care a dezvăluit că amigdala joacă un rol semnificativ în diferențierea mirosurilor, evidențiind aspectele emoționale și legate de memorie ale procesării mirosurilor.

„Descoperirile arată că amigdala este crucială în modul în care câinii procesează și reacționează la mirosuri, mirosurile specifice declanșând răspunsuri emoționale și de memorie distincte, iar noi suntem capabili să detectăm optic activitatea lor cerebrală în această regiune”, a declarat Prof. Zeev Zalevsky, de la Facultatea de Inginerie Kofkin din cadrul Universității Bar-Ilan. „Această descoperire ar putea fi primul pas spre crearea unui dispozitiv care să ne permită să înțelegem și să interpretăm mai bine modul unic în care câinii percep și diferențiază mirosurile.”

Studiul introduce o metodă inovatoare de analiză a activității cerebrale prin detectarea modelului speckle bazat pe laser, o tehnică la distanță, neinvazivă, care nu a fost niciodată aplicată activității cerebrale canine. Spre deosebire de metodele tradiționale, cum ar fi fMRI sau EEG, această abordare permite cercetătorilor să observe răspunsurile creierului fără a fi nevoie ca animalul să fie sedat sau limitat la echipamente voluminoase. Acest lucru deschide noi posibilități pentru studierea câinilor în medii reale, făcând tehnica atât accesibilă, cât și ofertantă pentru cercetări ulterioare.

Câinii au fost mult timp celebrați pentru simțul lor olfactiv excepțional, iar această cercetare pune în lumină și mai mult procesele avansate care au loc în creierul lor atunci când detectează mirosuri. Cu un sistem olfactiv mult mai dezvoltat decât al oamenilor, câinii pot detecta o gamă mai largă de mirosuri, cu receptori specializați în nas care le permit să proceseze și să distingă chiar și cele mai slabe mirosuri.

Această nouă cercetare oferă o privire asupra funcționării complexe a creierului canin în timp ce procesează diferite mirosuri, prezentând o cale promițătoare pentru aplicații viitoare în domenii precum detectarea drogurilor, diagnosticarea medicală și misiunile de căutare și salvare.

„Următorul nostru pas este să dezvoltăm un dispozitiv portabil, controlat prin Wi-Fi, echipat cu o mini-cameră și un sistem laser, care ar putea fi montat pe capul unui câine și utilizat pentru a-i monitoriza răspunsurile olfactive în timp real”, a declarat Dr. Yafim Beiderman de la Laboratorul de cercetare optică al profesorului Zalevsky de la Universitatea Bar-Ilan.

„Acest lucru ar putea îmbunătăți în mod semnificativ modul în care câinii sunt utilizați în detectarea mirosurilor, de la detectarea substanțelor ilegale la diagnosticarea bolilor la oameni, toate acestea aprofundând în același timp înțelegerea noastră cu privire la modul în care aceștia percep lumea din jurul lor. Mai important, această detectare în timp real ar putea evita necesitatea de a antrena câinii pentru a-și utiliza abilitățile olfactive.”

Implicațiile acestei cercetări ar putea revoluționa, de asemenea, modul în care câinii sunt utilizați în aplicarea legii, îngrijirea sănătății și nu numai. Pe măsură ce câinii continuă să fie parteneri neprețuiți în detectarea mirosurilor, acest dispozitiv ar putea oferi o modalitate de a traduce abilitățile lor extrem de specializate în date utile pentru oameni, promovând o legătură mai puternică între cele două specii.

Jurnal: Ilana Propp et al, Sensing Dog Brain Reactions to Smell by AI Speckle Pattern Analysis, Journal of Biophotonics (2025). DOI: 10.1002/jbio.202400501

Sursa: phys.org