Nauka uczy się mierzenia zapachów
Naukowcy od dawna chcieli przewidywać lub identyfikować zapachy w oparciu o ich strukturę molekularną. Odnosząc się do zagadnienia zapachów, amerykański naukowiec i wynalazca Alexander Graham Bell powiedział już przed stu laty, że "dopóki nie jesteśmy w stanie zmierzyć podobieństw i różnic między nimi, nie możemy mówić o nauce o zapachach". W tym kontekście stworzono projekt ODORSPACE (Predicting odor perception from odorant structure and neural activity in the olfactory system) finansowany ze środków UE. We wczesnych pracach związanych z tym zagadnieniem naukowcy zbadali jak zmysł powonienia lub węchu był powiązany z aktywność neuronową. Analizowali oni związek między długością łańcucha węglowego i aktywnością neuronową zauważając jednak, że układ węchowy nie ewoluował w celu rozkodowania długości łańcucha węglowego. Zamiast tego odkryli, że zmysł powonienia był oparty na odczuwaniu węchowym, nie zaś na wykrywaniu długości łańcucha węglowego. Bazując na tej przesłance, zespół projektowy opracował nowe podejście do zapachu oraz metrykę, którą można oszacować dla dowolnej molekuły. Umożliwia ona również przewidywanie odczuwania i aktywności neuronowej nawet wśród różnych gatunków. Pomogło to w ustaleniu, jak bardzo zapachy są do siebie podobne lub jak bardzo różnią się one względem siebie, umożliwiając systematyczne sondowanie neurobiologii zapachu. Oprócz opracowania metryki, zespół badawczy wyjaśnił również rolę zachowań związanych z wąchaniem w powstawaniu zmysłu powonienia. Ustalono, że pętla sprzężenia zwrotnego pomiędzy motoryką i zmysłem jest precyzyjnie kontrolowana, a jej organizacja neuronalna bardzo silna. Udowodniono tym samym, że węszenie nie doznałoby uszczerbku nawet w przypadku poważnego urazu mózgu. Dzięki uzyskanej wiedzy uczestnicy projektu opracowali i zbudowali prototypowe urządzenia umożliwiające osobom sparaliżowanym kontrolowanie zewnętrznego sprzętu, takiego jak elektryczne wózki inwalidzkie i komputery, za pomocą nosa. Ta nowa technologia znacząco poprawiła jakość życia osób uczestniczących w badaniach, wytyczając drogę dla bardzo obiecującej dziedziny związanej z pomaganiem osobom, które są dotknięte porażeniem dwukończynowym lub czterokończynowym. Projekt zakończył się zatem powodzeniem na dwóch frontach, tworząc skuteczną metrykę dla zmysłu powonienia i opracowując technologię zmieniającą życie osób o znacznym stopniu niepełnosprawności fizycznej.
Słowa kluczowe
Zapachy, zmysł powonienia, węchowy, ODORSPACE, aktywność neuronowa, niepełnosprawności fizyczne
