Какое количество запахов может распознать человек, и как это происходит
Ранее считалось, что человеческий нос может различать лишь 10 тысяч различных запахов. Однако научные сотрудники Медицинского института Говарда Хьюза и Университета Рокфеллера (США) совсем недавно провели новое исследование и выяснили, что человек способен чувствовать не менее триллиона запахов!
Изначально ученые выделили 128 ароматических молекул, каждая из которых отвечает за определенный запах, знакомый большинству людей: ананас, апельсин, шоколад и т.д. Затем эти молекулы множество раз были смешаны в различных пропорциях друг с другом. Полученные ароматические смеси были разделены по наборам, состоящим из трех ароматов: два из них были одинаковыми, третий же отличался.
Добровольцам, участвовавшим в эксперименте, подносились наборы с ароматами, среди которым необходимо было найти запах, отличный от других. Раз за разом ученые повышали количество одинаковых ароматических молекул во всех трех ароматах, делая их все более похожими друг на друга. Но даже когда количество одинаковых молекул во всех трех запахах превысило половину, испытуемые легко находили отличный от других аромат.
Результаты эксперимента показали, что чувствительность человеческого носа намного выше, чем считалось ранее. Вооружившись статистикой своего исследования, авторы решили подсчитать, сколько всего запахов может различить человек, беря за основу количество всех возможных ароматов на планете. Несмотря на принципиальную невозможность определить точное число различных ароматических молекул, ученые все же рискнули назвать приблизительное число: человек способен различать около одного триллиона запахов. Впрочем, вряд ли кому-то из людей за всю жизнь удастся ощутить хотя бы четверть всех этих ароматов.
Кроме того, ученые точно описали механизм распознавания запахов. Представим, что перед нами букет цветов. Мы наклоняемся к нему, чтобы насладиться ароматом – и вот что происходит с различными органами и системами нашего организма.
- На вдохе молекула запаха, называемая одорантом, попадает в наш нос. За восприятие запаха у человека отвечает небольшой участок в верхней части носовой полости, называемый обонятельным эпителием. На этом участке суммарной площадью меньше 10 квадратных сантиметров сосредоточено около шести миллионов нейросенсорных клеток, каждая из которых имеет на своей поверхности один из примерно четырех сотен различных обонятельных рецепторов.
- Одорант растворяется в слизистой и активизируют обонятельные рецепторы. Они распознают, что это запах цветка, и начинают передавать информацию об этом в виде электрического импульса.
- Сигнал проходит через обонятельный нерв, представляющий собой систему аксонов, и попадает в обонятельный тракт. Далее импульс следует в обонятельный треугольник.
- Из обонятельного треугольника электрический импульс стремится по трем направлениям: длинным путем над мозолистым телом (тогда появляются ассоциации), средним путем от ядер перегородки (происходит поиск источника запаха) и коротким – сразу в крючок (обеспечивает двигательную защитную реакцию на резкий запах).
- Нервный импульс поступает в подкорковый слой, который связан с лобными долями мозга и некоторыми двигательными центрами, а также с лимбической системой.
- После того как мы ощутили аромат, мы начинаем его анализировать. «Раскодированный» запах классифицируется человеком как приятный или неприятный, узнаваемый или новый, интенсивный или едва уловимый.
Эти стадии классификации проходят последовательно. Если нам нравится запах, мы вдыхаем его дальше, узнаем и оцениваем его интенсивность.
Впрочем, букет цветов содержит не один вид одоранта, а сотни, и каждый звучит как уникальный аккорд в нашем головном мозге.
Каждый рецептор, в свою очередь, распознает конкретные пахучие вещества (одоранты). Удивительно, но ученые до сих пор не знают, как именно происходит эта идентификация. Большинство из них считают, что молекулы каждого пахучего вещества имеют особую форму или структуру, которая соответствует по форме «карману» на соответствующей рецепторной молекуле.
Однако некоторые ученые предполагают, что каждое пахучее вещество имеет свой уникальный паттерн молекулярных вибраций, который распознается рецепторами посредством загадочного процесса, называемого квантовым туннелированием. Между сторонниками структурной и вибрационной теорий распознавания запахов бушуют горячие споры, хотя, судя по последним данным, сторонники структурной теории находятся ближе к истине.
Мнение специалиста