PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Proceedings of the National Academy of Sciences· 2026Q1

Solunum Fazı İnsan Koku Kortikal Dinamiklerini Düzenler

Respiratory phase orchestrates human olfactory cortical dynamics

Alisa Y Hathaway, Todd P. Coleman

Kısa özet

İnsanlarda koku algısı, zamandan ziyade solunum fazı ile yapılandırılır; 17 katılımcıda solunumla senkronize edilmiş EEG kullanılarak ayırt edici nöral imzalar (soluma sırasında teta, ekshalasyon sırasında alfa) belirlenmiştir.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Koku kaynaklı beyin aktivitesi, mutlak zamandan ziyade solunum fazı tarafından organize edilir.
  • Ayırt edici nöral imzalar arasında soluma sırasında teta aktivitesi ve ekshalasyon sırasında alfa aktivitesi bulunur.
  • Solunumla kilitlenmiş analiz, güvenilir koku ayrımı sağladı (nane için AUC %0.78, kekik için %0.68, greyfurt için %0.61).
  • Nöral kod çözme performansı davranışsal tanıma ile paralellik gösterdi ve hızlı adaptasyon sergiledi.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

A bstract Olfaction is fundamental to perception, memory, and emotion, yet the neural basis of human odor processing remains poorly understood. Here, we demonstrate that odor-evoked brain activity is organized by respiratory phase–not absolute time–revealing that natural breathing structures olfactory cortical dynamics. Using simultaneous nasal respiration and electroencephalography (EEG) recordings in 17 participants, we delivered naturalistic odors (peppermint, oregano, and grapefruit) synchronized to individual breathing cycles. Odor presentation elicited distinct, respiratory phase–locked event-related spectral perturbations (RPL-ERSPs) in frontal and temporal regions, emerging during the first breath after stimulus onset. The most discriminative neural signatures were theta-band activity during inhalation and alpha-band activity during exhalation, patterns that were obscured in traditional time-locked analyses due to natural variability in breath duration. Leave-one-subject-out cross-validation of RPL-ERSPs achieved reliable odor discrimination (peppermint: AUC = 0.78; oregano: AUC = 0.68; grapefruit: AUC = 0.61), establishing that phase-locked features generalize across individuals. To connect neural responses to perceptual experience without relying on precise odor naming—which is notoriously difficult and can be disproportionately impaired in some populations—we quantified odor recognition using free-response descriptions scored with a semantic-similarity approach. Behavioral recognition strength paralleled the neural decoding hierarchy across odors, establishing the perceptual validity of RPL-ERSPs. RPL-ERSPs also revealed rapid habituation, with decoding performance declining over repeated presentations, due to selective degradation of the most informative phase-locked features. Together, these findings establish respiratory rhythm as a temporal scaffold for human olfactory cortical processing, positioning RPL-ERSPs as a sensitive, task-free approach for assessing olfactory function. We provide an open-source, respiration-synchronized olfactometer design (<$500) to enable replication and broader adoption of this approach. 1 Teaser Aligning brain activity to natural breathing unlocks objective neural markers of human smell perception.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Duyusal Sistemler

Sensory SystemsNeuroscience