Η αίσθηση της όσφρησης είναι κβαντική, Study Bolsters Quantum Vibration Scent Theory

The quantum details of a flower's chemicals may make the difference to our noses.

Η όσφρηση σε αντίθεση με την όραση και την ακοή, παραμένει ακόμη και σήμερα η λιγότερο μελετημένη αίσθηση. και οι δύο συνεργάτες επιζητούσαν να ρίξουν φως στα παράδοξα της όσφρησης. Η επικρατούσα θεωρία για την όσφρηση δεν φαίνεται ικανή να εξηγήσει κάποιες παρατηρήσεις. Η θεωρία αυτή θέλει την ύπαρξη ενός μηχανισμού αντίστοιχου με εκείνου του κλειδιού και της κλειδαριάς: οι ουσίες-κλειδιά φτάνουν και προσδένονται στα μόρια-κλειδαριές που εντοπίζονται στις μύτες των θηλαστικών ή στις κεραίες των εντόμων. Αποτέλεσμα της πρόσδεσης είναι η αλλαγή της στερεοδιάταξης του μορίου-κλειδαριάς γεγονός που πυροδοτεί την αποστολή χημικών σημάτων στον εγκέφαλο ώστε να αντιληφθεί, να καταγράψει την έλευση της ουσίας-κλειδιού.

Η θεώρηση αυτή για τη λειτουργία της όσφρησης δεν έχει προβλεπτική ικανότητα: δεν μπορεί κανείς να υποθέσει πώς θα μυρίζει ένα μόριο μόνο και μόνο από τη στερεοδιάταξή του. Παραδείγματος χάριν, η αντικατάσταση ενός μορίου οξυγόνου της αιθανόλης, η οποία έχει μυρωδιά βότκας, από ένα μόριο θείου δίνει την αιθανοθειόλη η οποία αν και με στερεοδιάταξη πολύ κοντά σε αυτή της αιθανόλης, έχει την ανυπόφορη μυρωδιά των χαλασμένων αβγών. Κι ακόμη, είναι γνωστό ότι υπάρχουν μόρια που έχουν σχεδόν ίδια μυρωδιά αλλά η στερεοδιάταξή τους είναι τελείως διαφορετική (και ως εκ τούτου δεν μπορεί να αποτελούν κλειδί για την ίδια κλειδαριά).

Είναι η μύτη μας μια «κβαντομηχανή»; Η δική μας δεν ξέρουμε ακόμη, αλλά πάντως της μύγας είναι! Drosophila melanogaster It doesn't just smell. It quantum tunnels. Mr.checker via Wikimedia

Πριν από δυο χρόνια, ο Έλληνας νευροβιολόγος Δρ Ευθύμιος Σκουλάκης από το Ερευνητικό Κέντρο Βιοϊατρικών Επιστημών «Αλέξανδρος Φλέμινγκ» στη Βάρη σε συνεργασία με τον βιοφυσικό Λούκα Τιούριν, πειραματίστηκαν με την Drosophila melanogaster (μύγα του ξιδιού), και απέδειξαν ότι τα έντομα αντιλαμβάνονται τις οσμές από τις ταλαντώσεις των μορίων τους. Καθώς όμως οι ανθρώπινοι οσφρητικοί υποδοχείς διαφέρουν από εκείνους των εντόμων, οι δύο ερευνητές θέλησαν να διερευνήσουν αν το ίδιο ίσχυε και για εμάς.

The new experiments hinged on making a brand-new molecule - in "heavy" and "light" versions.

Για να το πετύχουν αυτό ζήτησαν τη βοήθεια της Vioryl, της μόνης ελληνικής βιομηχανίας αρωμάτων η οποία διαθέτει μια μεγάλη ερευνητική ομάδα αποτελούμενη κυρίως από χημικούς. Η ομάδα αυτή πήρε ένα από τα ευρέως χρησιμοποιούμενα μόρια στην αρωματοποιία, το μασκ (musk) και το τροποποίησε. Για την ακρίβεια, άλλαξε τα μόρια υδρογόνου με μόρια δευτέριου (το δευτέριο είναι ισότοπο του υδρογόνου). Η αλλαγή είχε σαν αποτέλεσμα να μεταβληθούν οι μοριακές ταλαντώσεις του musk, αλλά όχι και η στερεοδιάταξή του.

Σύμφωνα με το άρθρο των Ελλήνων ερευνητών το οποίο δημοσιεύεται στην επιθεώρηση PlosOne, η δευτεριωμένη έκδοση του musk μυρίζει διαφορετικά από την κανονική. Με άλλα λόγια, ένας άνθρωπος μπορεί να ξεχωρίσει τη μια από την άλλη.

Είναι λοιπόν η μύτη μας μια κβαντομηχανή;  Ο Λούκα Τιούριν ξέρει ότι παίρνει χρόνο για να αλλάξουν οι παλιές θεωρίες. Αλλά, τα τελευταία ευρήματα ίσως είναι αρκετά για να πούμε ότι υπάρχει και μια κβαντική συνιστώσα στην ανθρώπινη όσφρηση.