Fyziológia vnímania vôní

U stavovcov sú pachy vnímané čuchovým epitelom, ktorý sa nachádza v nosovej dutine, a najprv sú spracované čuchovým bulbom v čuchovom systéme. U hmyzu sa pachy vnímajú pomocou senzílií umiestnených na tykadlách a najprv sa spracúvajú v tykadlovom laloku.

Ako zistili Linda B. Bucková a Richard Axel (v roku 2004 im bola udelená Nobelova cena), cicavce majú vo všeobecnosti približne 1000 génov pre pachové receptory. Z týchto génov len časť kóduje funkčné pachové receptory. Ľudia majú 347 funkčných génov pre pachové receptory; ostatné gény majú nezmyselné mutácie. Tento počet bol určený analýzou genómu v rámci projektu ľudského genómu; počet sa môže líšiť medzi etnickými skupinami a líši sa aj medzi jednotlivcami. Napríklad nie všetci ľudia cítia androstenón, zložku mužského potu.

Každý neurón čuchového receptora v nose exprimuje len jeden funkčný pachový receptor. Nervové bunky pachových receptorov môžu fungovať ako systém kľúčového zámku: ak sa molekuly pachu zmestia do zámku, nervová bunka zareaguje. Podľa teórie tvaru každý receptor detekuje vlastnosť molekuly pachu. Teória slabého tvaru, známa ako teória odotopov, predpokladá, že rôzne receptory detegujú len malé časti molekúl a tieto minimálne vstupy sa kombinujú, aby vytvorili väčší čuchový vnem (podobne ako sa zrakové vnímanie skladá z menších, informačne chudobných vnemov, ktoré sa kombinujú a spresňujú, aby vytvorili podrobný celkový vnem). Alternatívna teória, vibračná teória, ktorú navrhol Luca Turin (1996, 2002), predpokladá, že pachové receptory detekujú frekvencie vibrácií pachových molekúl v infračervenom rozsahu pomocou elektrónového tunelovania. Hlavné predpovede tejto teórie sa ukázali ako nedostatočné (Keller a Vosshall, 2004), hoci iné štúdie s nimi nesúhlasia (cit.).

V čuchovom bulbe sa zbiehajú axóny zo všetkých tisícok buniek, ktoré exprimujú rovnaký pachový receptor. Mitrálne bunky v čuchovom bulbe posielajú informácie o jednotlivých znakoch do ďalších častí čuchového systému v mozgu, ktorý tieto znaky spája do reprezentácie vône. Keďže väčšina pachových molekúl má mnoho jednotlivých znakov, kombinácia znakov poskytuje čuchovému systému širokú škálu pachov, ktoré dokáže rozpoznať.

Doporučujeme:  Atmosférické podmienky

Pachové informácie sa ľahko ukladajú do dlhodobej pamäte a sú silne prepojené s emocionálnou pamäťou. Je to pravdepodobne spôsobené úzkymi anatomickými väzbami čuchového systému na limbický systém a hipokampus, oblasti mozgu, o ktorých je už dlho známe, že sa podieľajú na emóciách a pamäti miesta.

Niektoré feromóny sú detekované čuchovým systémom, hoci u mnohých stavovcov sú feromóny detekované aj vomeronazálnym orgánom, ktorý sa nachádza vo vomere medzi nosom a ústami. Hady ho používajú na očuchanie koristi tak, že vystrčia jazyk a dotknú sa ním tohto orgánu. Niektoré cicavce si na nasmerovanie vzduchu k tomuto orgánu vytvárajú tvár nazývanú flehmen.