איך כלבים מפענחים ריחות?

זה שנים רבות שהאדם עושה שימוש בחוש הריח המפותח של הכלבים לצרכיו שלו - באיתור נעדרים, בגילוי סמים וחומרי נפץ מוסתרים, ואפילו לזיהוי מחלות בבני אדם. אבל איך בעצם המוח של הכלב מעבד את הריחות? מחקר שנערך במעבדתו של פרופ' זאב זלבסקי, סגן נשיא לקשרי תעשיה באוניברסיטת בר-אילן, בחן את הפעילות המוחית של כלבים במהלך הרחרוח וחשף מידע רב על עיבוד המידע המוחי. מסקנות המחקר מציעות  אפשרויות חדשות שישפרו את השימוש בחוש הריח הכלבי לצורכי אכיפת החוק, הרפואה ומשימות חיפוש והצלה.

הצצה לא פולשנית אל מוחו של הכלב בזמן פעולה
בניסוי חלוצי, פיתחו החוקרים חיישן אופטי המסוגל לעקוב מרחוק אחר פעילות המוח של כלבים כשהם מעבדים ריחות שונים. הטכניקה הלא פולשנית מודדת פעילות בשלושה אזורים קריטיים במוח - בלוטת הריח, ההיפוקמפוס והשקדית - שכולם משחקים תפקיד מרכזי באופן שבו כלבים מבחינים בין ריחות. בניגוד לשיטות מסורתיות כמו fMRI ו-EEG, הדורשות מהכלבים לשכב בלי לזוז או להיות מורדמים, הגישה החדשנית משתמשת בטכנולוגיה מבוססת לייזר לזיהוי דפוסים. מצלמה ברזולוציה גבוהה קולטת תגובות מוח בזמן אמת ללא צורך בציוד חודרני, ומאפשרת הצצה חסרת תקדים אל תוך נפשו של הכלב בסביבה טבעית.

להבין איך כלבים תופסים את העולם דרך הריח
כדי להבין איך כלבים מבדילים בין ריחות, חשפו החוקרים ארבעה גזעים שונים לארבעה ריחות נפרדים - שום, מנתול, אלכוהול וקנאביס - תוך מעקב אחר פעילות המוח שלהם. באמצעות אלגוריתמים של בינה מלאכותית גילו המדענים שהשקדית במוח משחקת תפקיד חשוב הרבה יותר בהבחנה בין ריחות ממה שחשבו עד כה. "הממצאים שלנו מראים שהשקדית אינה מעורבת רק בעיבוד רגשי וקשור לזיכרון, אלא גם מכרעת באופן שבו כלבים מגיבים לריחות שונים", אמר פרופ' זאב זלבסקי מהפקולטה להנדסה. "הגילוי הזה יכול להיות הצעד הראשון לפיתוח מכשיר שיאפשר לנו לפרש ולהבין איך כלבים תופסים את העולם דרך הריח".

מהפכה באופן שבו אנו נעזרים בכלבים לצורכי זיהוי חומרים ומצבים
עם ההבנה החדשה הזו של חוש הריח הכלבי, עובדים החוקרים כעת על מכשיר נייד הנשלט באמצעות Wi-Fi ומצויד במצלמה זעירה ומערכת לייזר. המכשיר יוכל להיות מותקן על ראשו של כלב כדי לעקוב אחר תגובות הריח שלו בזמן אמת - שינוי מהותי פוטנציאלי ביישומי זיהוי ריח. "המטרה שלנו היא ליצור מכשיר קל לנשיאה שיוכל לעקוב אחר האופן שבו כלבים מעבדים ריחות בלי הצורך לאמן אותם להגיב בצורה מסוימת", הסביר ד"ר יפים ביידרמן ממעבדת המחקר האופטי באוניברסיטת בר-אילן. "זה יכול לחולל מהפכה באופן שבו אנחנו משתמשים בכלבים לגילוי סמים, אבחונים רפואיים ואפילו במצבי חירום ואסון".

המחקר הפורץ דרך פורסם לאחרונה בכתב העת Journal of Biophotonics - צעד משמעותי לקראת פיענוח אחת ממערכות החושים המרתקות ביותר בטבע.

עוד על תוכניות הלימוד בהנדסה