Vedci z Harvardu po prvýkrát vytvorili „mapu čuchu“, ktorý ostával oproti ostatným zmyslom výrazne nepochopený
Vedci už dlho vedia, ako funguje zrak alebo sluch. Čuch sa však až donedávna považoval za chaotický zmysel, no nová štúdia ukázala, že to tak vôbec nie je.
Čuch používame každý deň, no v porovnaní so zrakom alebo sluchom ho veda dlhé roky nechápala poriadne. Vedci z Harvard Medical School však vo svojej štúdii vytvorili prvú detailnú „mapu čuchu“, ktorá ukázala, ako sú receptory v nose skutočne usporiadané.
V tomto ide o zásadný posun. Pre zrak, sluch aj hmat už vedci dávno poznali princíp „mapovania“, teda to, ako informácie putujú do mozgu v organizovanej forme. Čuch však zostával výnimkou, vedci síce dokázali identifikovať jednotlivé receptory, no netušili, ako spolupracujú v priestore.
„Čuch bol z vedeckého pohľadu mimoriadne záhadný,“ priznal neurobiológ Sandeep Datta.
Po dlhej dobe sa vedcom podarilo vytvoriť „mapu čuchu“
Tím sa rozhodol ísť na problém od základov. Pomocou moderných genetických techník a umelej inteligencie analyzoval viac než 5,5 milióna neurónov z vyše 300 myší, pričom každý z týchto neurónov niesol jeden z viac než tisíc typov čuchových receptorov. Len pre porovnanie, pri videní stačia tri základné typy receptorov.
Dlhé roky panoval názor, že tieto receptory sú rozmiestnené náhodne. Nové dáta však ukázali opak. Výskum ukázal, že tieto receptory netvoria v nose chaos, ale sú organizované do presného systému. Bunky radia do úzkych horizontálnych pásov, takzvaných biologických „pruhov“, ktoré sa tiahnu od vrchu nosa smerom nadol. Každý pás obsahuje konkrétny typ receptorov, pričom sa tento vzor opakuje naprieč rôznymi jedincami.
Keď vedci porovnali túto mapu s mozgom, našli ďalší kľúčový detail. V čuchovom bulbe vzniká podobná mapa, čo vedcom naznačilo, že informácie z nosa sa neprenášajú náhodne, ale v presne organizovanej forme.
Neprehliadni
Náš nos by mohol slúžiť ako biologický chromatograf
To vysvetľuje aj jednu z nových hypotéz, ktorú vedci začali skúmať, spojenie s prúdením vzduchu. Keď sa nadýchneme, molekuly pachov nezasiahnu všetky receptory naraz. Niektoré sa zachytia hneď na začiatku, iné preniknú hlbšie do nosa.
Tieto horizontálne pruhy môžu fungovať ako biologický chromatograf, teda systém, ktorý rozdeľuje zmes pachov na jednotlivé zložky podľa toho, kde a kedy sa zachytia. Mozog tak nedostane len informáciu o tom, čo cítiš, ale aj o poradí a koncentrácii jednotlivých molekúl. Čuch by tak mohol fungovať oveľa sofistikovanejšie, než sa doteraz predpokladalo.
Výskum poukazuje aj na silné prepojenie čuchového zmyslu s emóciami. Na rozdiel od zraku či sluchu putujú čuchové signály takmer priamo do amygdaly a hipokampu, teda centier emócií a pamäte. Práve preto sa stáva tak často, že ťa dokáže konkrétna vôňa okamžite „preniesť“ späť v čase. Stačí pach starého domu alebo parfumu a mozog vytiahne spomienku, ktorú si roky nepoužil.
Nová mapa umožňuje tieto procesy lepšie pochopiť. Vedci sa pokúsia v ďalších krokoch výskumu zistiť, ktoré skupiny receptorov reagujú na konkrétne pachy, vrátane tých, ktoré spúšťajú silné emocionálne reakcie.
Pochopenie čuchu by mohlo pomôcť aj pri jeho navracaní, napríklad po covide
To má priamy dopad na medicínu. Strata čuchu, napríklad po ochorení COVID-19, dnes nemá spoľahlivú liečbu. Bez mapy vedci netušili, kde presne problém vzniká. Teraz sa však situácia začína meniť. Objav zároveň otvoril dvere technologickým aplikáciám, napríklad vývoju tzv. elektronických nosov doteraz narážal na problém, snažil sa napodobniť systém, ktorý vyzeral chaoticky. Ak pochopíme štruktúru čuchu, potom môžeme navrhovať senzory, ktoré tento náš zmysel kopírujú.
Lenže na čo by nám bol umelý čuch? Autori štúdie hovoria napríklad o zariadeniach, ktoré dokážu rozpoznať pokazené jedlo, analyzovať dych pacienta alebo odhaliť choroby podľa pachových stôp. Niektoré ochorenia, ako napríklad Parkinsonova choroba alebo rakovina pľúc, totiž menia chemické zloženie dychu skôr, než sa objavia prvé príznaky.
