Сначала из воздуха во время вдоха или изо рта при еде в обонятельную систему попадают пахучие химические вещества. Они проникают в периферический отдел. Это «прихожая» системы обоняния — наш нос. В нём находятся рецепторы и нервы.
Нервы ведут в центральный отдел обонятельного анализатора, который находится в переднем мозге. Это главный аппарат. В нём-то и происходит процесс распознавания «унюханного» запаха. В мозгу возникают обонятельные ощущения, т. е. некий «образ запаха».
Органы обоняния
Эти органы служат, как вы, наверное, догадываетесь, для улавливания и распознавания запахов. У человека это верхне-задняя область носовой полости с двумя костными выступами на боковых стенках (раковинами) и частью носовой перегородки. Эта часть носа покрыта мокрым обонятельным эпителием с тоненькими волосками-ресничками (на самом деле эти реснички не что иное, как обонятельные рецепторы, т. е. чувствительные к запаху клетки). Каждая площадка обонятельного эпителия в любой ноздре величиной с монетку. Но волоски-реснички во много раз увеличивают эту поверхность, причём у каждого живого существа площади этих поверхностей (вместе с ресничками) разные. Если, к примеру, подсчитать общую площадь эпителия со всеми ресничками в собственном носу, получится площадка примерно с ладошку (около 25 квадратных сантиметров. Это вам уже не «монетка»), В то же время у пса, который и ростом-то до половины вашего не дотягивает, площадь нюхательного эпителия в тысячи раз больше.
На обонятельных волосках-ресничках запахового эпителия находятся так называемые молекулярные рецепторы. Это чувствительные клетки, которые улавливают запахи, превращают их в электрические сигналы и отправляют в мозг. А уж дальше центральная нервная система производит их анализ и создаёт у нас то или иное впечатление от полученного аромата.
Интересная и пока непонятная деталь: многие запахи мы с вами неплохо запоминаем. Между тем обонятельный эпителий довольно быстро обновляется (т. е. примерно каждые 25–35 дней «старые» эпителиальные клетки заменяются новыми). Как же тогда происходит запоминание и узнавание запахов?
Вы, конечно, уловили разницу в величине нашего обонятельного эпителия и собачьего. У нас на этой площадке примерно 10 миллионов чувствительных клеток-волосков. Это немного, и потому мы относимся к микросматикам, то есть к «слабонюхающим существам». Собаки, кошки, слоны, свиньи и другие животные — макросматики. У них площадь обонятельного эпителия значительно больше (у собаки она примерно с ладонь). Но при этом увеличена она не потому, что у макросматиков носы больше (хотя у некоторых есть в носах дополнительные раковины в костной стенке). Главное — у них больше ресничек-рецепторов. У зверей они тоненькие — тоненькие и превосходят наши по количеству (потому и получается, что общая площадь больше, а нюх лучше). Кстати, мало того, что у братьев наших меньших нюхательных рецепторов больше. Они ещё и куда чувствительнее наших с вами. Это ещё больше увеличивает разницу в обонянии.
У пресмыкающихся и некоторых других животных в перегородке носа есть ещё и «второй нос» — развитый якобсонов орган (у нас-то он почти атрофировался). Есть он и у рыб, в виде двух ямок, на голове рядом со ртом. А у насекомых обонятельными органами служат чувствительные образования, в основном на «усах-антеннах».
Каждый рецептор имеет по два отростка. Длинный отросток входит в обонятельный нерв и передаёт сигналы в мозг. А коротенький (у позвоночных) идёт на поверхность обонятельного эпителия и заканчивается утолщением, на котором и находятся реснички-рецепторы (обонятельные волоски). Волоски погружены в выделяемую слизь (при насморке это сопли. Когда их много, они мешают обонянию. Но когда при высокой температуре нос сухой, тогда вообще никакого запаха не учуешь. Наверное, поэтому у хорошей собаки всегда нос умеренно мокрый).
В эту слизь в носу попадают молекулы пахучих веществ. Там они застревают, и рецепторы на ресничках определяют, что к ним пожаловало и в какой отдел мозга отправить сигнал о пришельцах для распознавания.
В общем, кое-что мы всё же узнали, ну хотя бы на тройку с минусом… Не согласны?
Нобелевская премия за открытия в области обоняния
В 2004 году американские биологи Ричард Эксел и Линда Бак получили Нобелевскую премию. Эксел открыл семейство генов, которые генерируют протеины, улавливающие запахи, а в лаборатории профессора Линды Бак ведутся исследования того, как мозг различает и истолковывает ароматы, обнаруженные рецепторами носа.
Результаты их исследований позволили объяснить механизм работы органов обоняния, доказали, что обонятельная система человека гораздо сложнее, чем считалась раньше, и что запахи могут влиять не только на эмоции человека, но и на его поведение.
Вкусовые рецепторы — сколько их?
Кажется, не очень-то много разных вкусов существует на свете, а вот сколько независимых рецепторов имеется на языке, чтобы их различать? (Заметьте, независимых рецепторов, то есть тех, что различают лишь основные, базовые вкусы.) Этого пока никто не знает. Некоторые специалисты предполагают, что к имеющимся базовым вкусам следует добавить ещё по крайней мере с полдюжины других, которые должны регистрировать специальные (независимые) рецепторы. Немалую роль в ощущении вкуса играют обоняние, тепловые и тактильные (через тройничный нерв) ощущения.
Собственно вкус мы воспринимаем главным образом корнем и верхней поверхностью задней части языка, а также его краями и кончиком.
Вкусовую чувствительность обеспечивают ветви лицевого и языкоглоточного нервов. Но когда, вкушая что-нибудь особенно приятное, мы говорим: «Ах, какой аромат!», мы оцениваем одновременно и вкус, и запах. Они, как правило, неразрывны.
Язык и его «вкусовая карта»
Наш язык — это мышечный орган. Он помогает нам говорить, глотать и является органом вкуса. История его изучения, а также его функций насчитывает множество лет и, как ни странно, до сих пор содержит столько же заблуждений.
В 1901 году в журнале «Philosophische Studien» впервые была опубликована «вкусовая карта» языка: кончик чувствителен к сладости, задняя часть — к горькому вкусу, кислое более всего ощущается боковыми точками языка, а солёный вкус мы воспринимаем одинаково всей поверхностью языка. Однако далеко не все были согласны с такой «географией». И, как пишут некоторые специалисты, несмотря на то, что во многих книгах по физиологии повторяется «вкусовая карта» языка, тем не менее научного подтверждения она не имеет. Вы спросите: «Как же так?»
Но продолжим по порядку. Высуньте язык перед зеркалом и внимательно его рассмотрите. Прежде всего, поверхность его, кроме самого основания, не гладкая, а как бы покрыта тесно расположенными бугорками. На самом деле это сосочки — химические рецепторы, определяющие вкус. (Количество типов независимых рецепторов вкуса в настоящее время точно не установлено.) Они разные по форме. Те, что расположены на кончике, краях и на тыльной стороне языка, выполняют по-настоящему функцию анализаторов вкуса, потому что у них имеются вкусовые почки — рецепторы вкуса. Их больше всего на кончике, на краях и на задней части языка. Но есть и на задней стенке глотки, на мягком нёбе, на миндалинах и надгортаннике. И всё это хозяйство покрыто слизистой оболочкой (слюнями).
