Как работает чувство обоняния?

Обоняние — одна из самых сложных систем в человеческом теле, и ученые до сих пор не могут ответить на множество вопросов, связанных с ней. Портал Knowable Magazine пообщался с генетиком из института Макса Планка и выяснил, что такое чувство обоняния и почему оно такое комплексное.

Сухопутные млекопитающие, такие как люди, воспринимают волатильные запахи — те, что переносятся по воздуху. Мы чувствуем множество химикатов, которые распространяют аромат по слизистой оболочке внутри наших носов и взаимодействуют с рецепторами обонятельных нейронов. Каждый такой химикат активизирует несколько рецепторов и, напротив, каждый рецептор восприимчив к нескольким химикатам. После этого нейроны генерируют электрические сигналы, которые передаются на обонятельную луковицу мозга — там они обрабатываются и превращаются в информацию.

Другое дело, что ученые до сих пор не знают, как именно мы распознаем специфические запахи. Например, почему мы моментально узнаем аромат бананов. Данный запах состоит из множества химикатов, причем конкретная микстура и пропорции ингредиентов варьируются от одного банана к другому — но это не мешает нам узнавать их аромат. Запах можно даже имитировать при помощи молекул, которые вообще не содержатся в бананах.

При этом ученые в какой-то мере изучили компоненты обонятельной системы: рецепторы, нейроны и регионы нервной системы. Изначально само существование обонятельных генов было обнаружено в лабораторных крысах, после чего научное сообщество перешло к опытам над мышами из-за возможности генетических манипуляций. Почти все, что мы знаем об обонятельной системе, основано на экспериментах над мышами.

Нюанс в том, что обонятельные системы мышей и людей могут отличаться достаточно сильно, чтобы поставить под сомнение метод экстраполяции. Разные виды животных порой обладают разным количеством обонятельных рецепторов. Например, африканские слоны могут похвастать аж 2 000 генами рецепторов — почти в два раза больше, чем у мышей и собак, и в пять раз больше, чем у людей. Хотя нельзя сказать, что это делает обоняние слонов самым тонким: между количеством рецепторов и чуткостью обоняния нет такой простой связи.

Помимо этого, есть открытия, которые делают систему еще более сложной. Например, существует обонятельный рецептор под названием Olfr78, который встречается не только в тканях носа. Он также есть в простате, меланоцитах и каротидной железе, отвечающей за регуляцию дыхания.