Nasz zmysł powonienia jest znacznie szybszy niż do tej pory sądzono

Podczas każdego wdechu unoszące się w powietrzu substancje chemiczne dostają się do naszego nosa i tworzą to, co rozpoznajemy jako zapachy. Są one wydalane podczas wydechu. Zazwyczaj oddech trwa od trzech do pięciu sekund, co doprowadziło do przekonania, że ​​nasza zdolność wykrywania i rozróżniania zapachów jest powolna. Nawet Karol Darwin wskazywał, że nasz zmysł powonienia jest "wyjątkowo mało przydatny".

Ale okazuje się, że z identyfikowaniem aromatów radzimy sobie znacznie lepiej. Dowodzą tego nowe badania opublikowane na łamach pisma "Nature Human Behaviour". Naukowcy z Chińskiej AkademiiN auk wykazali, że ludzki zmysł węchu może wykrywać drobne zmiany chemiczne w czasie trwania jednego oddechu.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Wszystkie nasze zmysły są konfrontowane z bogactwem otaczającego świata. Jednak nic nie dorównuje wyzwaniu, przed jakim staje zmysł powonienia. Nasze nosy rozróżniają ogromną złożoność świata chemicznego, z wieloma milionami zapachów, z których każdy składa się z setek cząsteczek, różniących się znacznie kształtem, rozmiarem i właściwościami. Na przykład zapach kawy powstaje z połączenia setek składników chemicznych, z których każdy jest zróżnicowany strukturalnie i żaden z nich nie pachnie jak kawa.

Receptory węchowe odkryto kilka dekad temu, ale wówczas naukowcy nie byli w stanie przyjrzeć się im z bliska i rozszyfrować ich działania. Po części dlatego, że receptory te nie nadają się do obrazowania za pomocą powszechnie dostępnych metod. Do tego receptory powonienia wydają się nie mieć preferencji i mogą reagować na związki, które są zarówno strukturalnie, jak i chemicznie różne.

Receptory węchu wiążą się z dużą liczbą cząsteczek zapachowych, czyli odorantów. Zlokalizowane są w błonie komórkowej neuronów receptorowych węchu. Różnorodność aromatów sprawia, że każdy receptor reaguje na wiele składników chemicznych. Mózg może rozpoznać dany zapach, biorąc pod uwagę wzór aktywacji receptorów.

Doktor Zhou Wen wraz ze swoim zespołem odkrył, że nasz zmysł węchu działa znacznie szybciej, niż wcześniej sądzono. – Intuicyjnie wąchanie wydaje się jak robienie zdjęcia środowiska chemicznego z długim czasem naświetlania — powiedziała Zhou, dodając, że gdy wykryje się zapach, może on wydawać się jednym zapachem, a nie rozpoznawalną mieszanką aromatów, które pojawiają się w różnym czasie.

Naukowcy analizując węch opracowali specjalne urządzenie składające się z dwóch rurek o różnej długości połączonych z jednej strony z dwoma pojemnikami z różnymi zapachami, a z drugiej z "noskiem", z którego wydzielał się aromat. Różna długość rurek pozwoliła na prezentowanie różnych substancji zapachowych w precyzyjnej kolejności w czasie liczonym w ramach jednego wdechu. Badacze tak precyzyjnie dobrali długość rurek, że urządzenie dostarczało różne zapachy z dokładnością do 18 milisekund (milisekunda równa jest jednej tysięcznej sekundy).

Naukowcy sporządzili mieszanki zapachowe, prezentując dwa zapachy jeden po drugim z precyzyjnych odstępach czasowych. Do badań zaprosili 229 osób. Łącznie przygotowali pięć eksperymentów, by sprawdzić, czy uczestnicy potrafią odróżnić opracowane mieszanki.

W jednym eksperymencie uczestnikom zaprezentowano zapach jabłka i kwiatów. Około 120-180 ms po pierwszym zapachu do nosa uczestników docierał drugi. Zadaniem badanych było dwukrotne powąchanie aparatu i udzielenie odpowiedzi, czy kolejność zapachów była taka sama, czy też została zmieniona. Uczestnicy poprawnie odpowiedzieli w 63 proc. przypadków. Gdy zapach jabłek i kwiatów zamieniono na aromat cytryn i cebuli próby zakończyły się podobnymi rezultatami.

Uczestnicy, którzy wykazali się najlepszym zmysłem powonienia zaproszono do dalszych testów. Okazało się, że potrafią oni dostrzec różnicę nawet, gdy aromaty były rozpylane z opóźnieniem zaledwie 60 ms. To około jedna trzecia czasu potrzebnego na mrugnięcie powieką. To czas znacznie krótszy, niż wcześniej sądzono, że jest niezbędny, aby ludzie mogli odróżnić dwa zapachy prezentowane w różnej kolejności. Badacze ustalili, że na tę zdolność nie wpływały takie czynniki jak intensywność zapachu, jego przyjemność, ostrość lub całkowita ilość cząsteczek zapachowych.

Uczestnicy potrafili stwierdzić, że zapach się zmienił, gdy kolejność zapachów została zmieniona, ale trudniej było im zidentyfikować, który zapach pojawił się jako pierwszy. Dobrze im szło w przypadku zapachów cytryny i cebuli oraz wtedy, gdy aromaty docierały do ich nozdrzy ze średnią różnicą czasu wynoszącą 167 ms. Mieli też tendencję do oceniania ogólnej mieszanki zapachowej jako podobnej do aromatu prezentowanego im w pierwszej kolejności. To sugeruje, że kolejność rejestrowania zapachów kształtuje naszą percepcję.

Źródło: Chinese Academy of Sciences, The Guardia