Почему мы чувствуем запах?

И. П. Павлов считал, что проблема обоняния и запаха является одной из самых сложных в физиологии и общей биологии. Человек воспринимает запахи носом. Он способен воспринимать и распознавать 4000 различных запахов, а очень чувствительный нос - к 10000, к тому же, о каждом отдельном запах в мозг передаются специальные сигналы. Обонятельные нервы почти никогда не ошибаются. Они не будут передавать сигнал о лилию, когда в воздухе пахнет розой. Животные различают запахи гораздо лучше, чем люди. У кошек, собак и лошадей обоняние развито так сильно, что они при попутном ветре отличают запах знакомой им человека за целый квартал. В диких животных обоняние развиты и еще сильнее. Числовая величина чувствительности носа на пахучие вещества просто невероятная. Например, обычный человек чувствует ванилин при концентрации 1 грамм в 10 миллионах кубических метров воздуха.

Ароматы из воздуха попадают в полость носа до обонятельных клеток (около 30000000 нейронов). На поверхности этих ресничных клеток имеются рецепторы. Импульс в клетке возникает при попадании на рецепторы ресничек 8-10 молекул ароматического вещества. Ощущение запаха возникает, если одновременно возбуждается не менее 40 нейронов. Даже для выполнения такого на первый взгляд простой задачи: как мы различаем запах, привлечено более 6000000 нейронов, каждый из которых получает, возможно, по 10 000 контактов своих товарищей. Сигнал запаха перемещается по специальным клетках непосредственно в гипоталамус мозга. Это очень важно, потому что этот миниатюрный орган регулирует десятки функций организма, такие как температура, жажда, голод, уровень сахара в крови, сон, сексуальное возбуждение и такие эмоции, как гнев и радость. Одновременно сигнал запаха поступает в область, которая называется Гиппо-камп - часть мозга, которая отвечает за память и внимание. По этой причине запахи вызывают у нас самые воспоминания. Мир запахов окружает нас всюду и непрерывно. К носовой полости человека каждую минуту проникают десятки раздражителей. Однако только некоторые из них мы различаем сознательно. Большинство же реакций на окружающие запахи имеет подсознательный характер.

Человек воспринимает только пять основных запахов - мятный, камфорный, цветочный, эфирный, мускусный. Все остальные получают путем смешивания основных.

Сознательные реакции на запах - это когда мозг перерабатывает многочисленный поток информационных сигналов (выделив наиболее жизненно важные), посылает обратной сигнал, на который человек реагирует (запах пищи или газа).

Тайна запаха окончательно не разгадана, поскольку ученые уделяли этому недостаточно внимания. Одной из самых интересных свойств запаха является способность этого ненаправленного ощущение вызвать направленную ответ. Животные с парой ушей могут определять направление звука очень точно. Даже с помощью одного уха животное может определить, с какой стороны звук громче. Слух является направленным, как и зрение, а обоняние, как и чувство вкуса, направления нет.

Существовало более ЗО теорий запаха. Наибольшую дискуссию вызвал вопрос, должна молекула ароматического вещества вступать в контакт с рецептогенамы, или она излучает волны, которые и раздражают рецепторы.

Теория Еймура (ключ-замок) объясняет запах следующим образом: "Если молекула круглой формы, то и соответствующий рецептор нерва имеет вгнутисть, в которую молекула как заходит". Однако нейробиолог Бостонского университета Джон Кауэр обнаружил несовершенство этой теории. Во время эксперимента с использованием томографа Кауэр обнаружил, что три близких химических вещества - эфиры уксусной кислоты, пропилацетат и амилацетат, молекулы которых имеют подобную форму, вызывают различную активность мозговых клеток.

Недавно молодой британский биофизик Лука Тьюрн выдвинул совсем другую концепцию механизма восприятия запахов. Согласно этой концепции запах, как и цвет или звук, определяется частотой колебаний, а орган обоняния является как прибором, который способен регистрировать эти частоты. Тьюрн доказал, что различные вещества с различными частотами межатомных колебаний имеют подобный запах. Для опыта были взяты сероводород и Бороводороды с частотой колебаний 2500 Гц. Оказалось, что Бороводороды также пахнет сероводородом, несмотря на то, что их молекулы имеют разную форму.

Новую страницу в теорию запахов, возможно, впишет американский микробиолог Линда Бак. ей удалось идентифицировать в хромосомном наборе человека гены, которые отвечают за обонятельные рецепторы.