Ученые открыли новый принцип устройства нашей системы обоняния

Тот факт, что определенные запахи вызывают в нас восторг или отвращение, кажется предметом личного вкуса или предпочтения каждого человека. Но ученые из Института Вейцманна утверждают, что все запахи можно разделить по шкале «удовольствия» от них, и это может стать основополагающим принципом, по которому мы распознаем запахи и оцениваем их.

Результаты своей работы ученые опубликовали в журнале Nature Neuroscience. В ней описана взаимосвязь между реакцией определенных нервных клеток на определенные запахи и формирование нашего впечатления от них. На основе выявленной корреляции и оценки реакции нервных клеток исследователи смогли предсказать, насколько будет ли тот или иной запах приятен для человека.

Наши разнообразные органы чувств в процессе эволюции научились отвечать на различные типы раздражителей, поступающих извне. Так, рецепторы сетчатки глаза в пространственном отношении приспособились для эффективного планирования визуальных координат. Структура внутреннего уха работает в соответствии со шкалой тонов. Но организационные принципы работы органов обоняния оставались для ученых загадкой: они не были уверены в существовании шкалы, которая обуславливает организацию нашего органа обоняния, и еще меньше в том каким образом устройство обонятельных рецепторов, расположенных в носовых ходах, отражает эту шкалу. Ранее ученые установили связь между химическими структурами молекул запахов и их местом на шкале «удовольствия».

Команда исследователей под руководством профессора Ноэма Собеля провела серию экспериментов, основываясь на гипотезе о том, что рецепторы, улавливающие ароматы – а их насчитывается более 400 подтипов – могут располагаться на назальной мембране согласно этой шкале. Эта гипотеза шла вразрез с точкой зрения, предполагающей, что различные обонятельные рецепторы перемешаны – равномерно, но в случайном порядке распределены по всей мембране.

В данном эксперименте ученые поместили электроды в носовые ходы участников исследования и определили ответ нервных клеток в ответ на различные запахи в различных участках носа. Каждое измерение улавливало ответ тысячи рецепторов, плотно «населяющих» мембрану. Ученые обнаружили, что сила нервного сигнала варьируется в зависимости от места расположения. Похоже на то, что рецепторы распределяются внутри носовых ходов вовсе не в случайном порядке, а сгруппированы в отдельные участки, каждый из которых ответственен в большей степени за распознание определенного типа запаха. Дальнейшие эксперименты показали, что сила реакции также зависела от расположения группы рецепторов на шкале «удовольствия от запаха». Те места, в которых нервные клетки четко реагировали на определённые приятные запахи, также относились к к прочим видам приятных ароматов и наоборот: нервные клетки в области с сильной реакцией на неприятные запахи схожим образом реагировали на прочие неприятные запахи. Таким образом, ученые сделали вывод о наличии в нашей системе обоняния шкалы запахов как организационном принципе ее устройства.