Нюх – це форма хімічного розпізнавання того, як ми сприймаємо хімічні речовини в навколишньому середовищі. Хімічні речовини в повітрі – так звані, одоранти, – прилипають до молекул у нашому носі. Це посилає сигнали клітинам мозку, які поширюються в нюхову цибулину (частину мозку над носом). Сигнали проходять по цих клітинах в ділянку мозку, яка називається нюховою корою. У нюховій корі мозок обробляє сигнал і ми інтерпретуємо його, як стейк або квітка.
Так влаштована фізіологія людини: робимо вдих і нюхові цибулини в носі вловлюють частинки запахів, передаючи їх безпосередньо в лімбічну систему, яка відповідає за безліч найважливіших функцій. Сон, пам’ять, емоції, вироблення деяких гормонів – все це в наших з вами тілах регулюється саме лімбічним відділом мозку, причому, свідомість тут не бере особливої участі, наші реакції – підсвідомі.
Це і є ольфакторні якорі – зв’язок аромату з ємоціями, спогадами.
Нюх впливає навіть на наше почуття смаку, сприйняття їжі. Запахи поєднуються з іншими почуттями та утворюють присмак (солодкий, солоний, гіркий, кислий), щоб надати продуктам складний смак. Ось, чому їжа так відрізняється на смак, коли ніс закладений від холоду або хвороби.
Слово «нюховий» походить від латинського «olere» – означає «нюхати» та «facere» – означає «робити».
«Нюх і пам’ять, очевидно, так тісно пов’язані через анатомію мозку», сказав Венкатеш Мурті з Гарварда, професор наук про життя Раймонда Лео Еріксона і завідувач кафедри молекулярної і клітинної біології. Мурті познайомив аудиторію з наукою на самому початку дискусії «Нюх у науці і суспільстві», організованої Гарвардським музеєм природничої історії у співпраці з Гарвардською ініціативою з питань науки про мозок. Нюх обробляється нюховою цибулиною – структурою в передній частині мозку, яка відправляє інформацію іншим частинам тіла для подальшої обробки. Запахи йдуть прямим шляхом до лімбічної системи, включаючи мигдалеподібне тіло і гіпокамп – ділянки, пов’язані з емоціями та пам’яттю.
«Нюхові сигнали дуже швидко потрапляють в лімбічну систему», – сказав Мурті. Але, як і у випадку з Прустом, «смак теж грає роль», – підсумував Мурті, чия лабораторія досліджує нейронні і алгоритмічні основи поведінки наземних тварин, заснованих на запахах.
Нюх – головне почуття у тварин та людей. Виявлення летючих хімічних сполук – це важливий атрибут для виживання і розмноження будь-якої тварини в природному середовищі. У різних організмів використовуються різні типи органів нюху. Наприклад, люди виявляють запахи через нюховий епітелій носа, тоді як більшість комах виявляють запахи через свої волоски. Хоча нюхові системи розходяться протягом еволюції, нюхові рецепторні клітини мають загальні властивості і структуру. Цікаво усвідомлювати, що навіть у риби є орган нюху, який відрізняється за функціями і структурою від органа смаку, але схожий на такий же орган ссавців. Молекулярний аналіз нюху показав, що при сприйнятті нюхових стимулів аналогічні сигнальні події відбуваються як у хребетних, так і у безхребетних.
Поточні результати дослідження, опубліковані в журналі Science, стосуються нюхової цибулини, яка знаходиться за носом у тварин і людей. Попередні дослідження показали, що молекули, які знаходяться в повітрі, пов’язані з запахами, запускають рецепторні клітини, що вистилають ніс, щоб посилати електричні сигнали в пучки нервових закінчень в цибулині, звані клубочками, а потім в клітини мозку (нейрони). Дослідники говорять, що час і порядок активації клубочків унікальні для кожного запаху і сигнали потім передаються в кору головного мозку, яка контролює, як тварина сприймає, реагує і запам’ятовує запах. Але, оскільки запахи можуть з часом змінюватися і змішуватися з іншими, вчені досі щосили намагалися точно відстежити одну сигнатуру запаху в декількох типах нейронів.
Для нового дослідження вчені розробили експерименти, засновані на доступності мишей, генетично створених в лабораторії, щоб їх клітини мозку були активовані, направивши на них світло – метод оптогенетики. Потім вони навчили мишей розпізнавати сигнал, що генерується світловою активацією шести клубочків, який, як відомо, нагадує візерунок, викликаний запахом, даючи їм водну нагороду тільки тоді, коли вони сприймали правильний «запах» і натискали на важіль. Якщо миші натискали на важіль після активації іншого набору клубочків (імітація іншого запаху), вони не отримували води. Використовуючи цю модель, дослідники змінили час і склад активованих клубочків, зазначивши, як кожна зміна впливала на сприйняття миші, що відбивається в її поведінці: точність, з якою вона діяла на синтетичний сигнал запаху, щоб отримати винагороду.
