Человеческое обоняние способно различать более одного триллиона запахов - Гранит науки - 2014-03-27

В эксперименте, который был проведен под руководством Андреаса Келлера из Лаборатории нейрогенетики и изучения поведения Рокфеллеровского университета (Rockefeller’s Laboratory of Neurogenetics and Behavior), исследовалась способность добровольцев отличать одну от другой сложные смеси запахов. Общепринятым числом различимых человеческим носом и мозгом запахов считалось 10 тысяч. Келлер решил проверить, так ли это, и насчитал один триллион запахов как отдельных обонятельных стимулов. Качественно запахи вокруг нас разнообразны, поскольку обусловлены смесями молекул разной сложности. Так, характерный запах розы составляют 275 компонентов, но только небольшая их часть доминирует в воспринимаемом нами аромате.

И это делает запахи более трудными для исследования, чем зрительные или аудиосигналы, где требуется определять различия только по одному параметру. Так, число различаемых нами цветовых оттенков колеблется между 2,3 миллиона и семью с половиной миллионами, а число звуковых тонов - около 340 тысяч. Для преодоления трудностей с определением запахов в лаборатории Келлер скомбинировал их и предложил добровольцам различить смеси, имеющие некоторые общие компоненты. «Наш трюк был в том, что мы использовались смеси пахучих молекул и процент совпадения между двумя смесями для того, чтобы определить индивидуальную чувствительность человека к запахам», - пояснил ученый.

Для создания экспериментальных смесей Келлер манипулировал 128 молекулами, отвечающими за такие запахи как апельсиновый, анисовый и мятный. Он смешивал их в комбинациях по 10, 20 и 30 в разных пропорциях общих компонентов. Добровольцы получили по три пробирки, две из которых содержали одинаковые смеси, и им предстояло выделить ту из трех, которая не совпадала ни с одной. Результаты показали, что в то время как индивидуальные показатели добровольцев сильно варьировали, в среднем они могли определить различия между смесями, содержащими до 51 процента одинаковых компонентов. При большем сходстве смесей различия выявлялись немногими участниками исследования. Путем математического анализа данных ученые смогли подсчитать общее число различимых смесей.

«Оказалось, что разрешительная способность нашей обонятельной системы не экстраординарна, для того, чтобы различия были уловимы, нужно изменить больше половины компонентов», - говорит соавтор Келлера Марчелло Магнаско (Marcelo Magnasco) из лаборатории математической физики (Laboratoey of Mathematical Physics at Rockefeller). «Однако поскольку число комбинаций астрономическое даже с учетом этого ограничения, получается, что общее число различимых комбинаций запахов огромно», - добавляет он. Подсчитанный один триллион, по его словам, «определенно слишком занижен, поскольку в реальном мире очень, очень много пахучих молекул, которые смешиваются в разных комбинациях». Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».