Làm thế nào để cảm nhận mùi? Kết nối kỳ lạ với cơ học lượng tử

Mục Lục

1. Giới thiệu
2. Cơ cấu của cơ quan nhận mùi
3. Các phản ứng mùi và ký ức
4. Quá trình nhận mùi theo lý thuyết thông thường
5. Đóng vai trò của hình dạng phân tử trong khả năng nhận mùi
6. Sự rung động của phân tử và vai trò của cơ quan nhận mùi
7. Thực nghiệm chứng minh vai trò của sự rung động phân tử trong mùi
8. Lý thuyết vị cuối cùng: Sự tự chuẩn đoán của mùi
9. Evolution of the Sense of Smell
10. Sự phức tạp của giải thích lý thuyết và tương lai nghiên cứu
11. Kết Luận

Giới thiệu

Hãy tưởng tượng bạn đang dạo bước qua công viên yêu thích của mình. Bạn có thể ngửi được sương mù buổi sáng, những hương thơm độc đáo từ thảo mộc, đất và những bông hoa xa xăm. Một cảm giác bình yên và thư thái tràn đầy bạn. Tất cả những cảm xúc đó đều nhờ vào tính đặc biệt của giác quan khứu giác của bạn. Nhưng bạn có thực sự hiểu làm thế nào giác quan khứu giác của bạn hoạt động và tại sao cơ quan nhận mùi của bạn lại liên quan đến cơ học lượng tử? Bài viết này sẽ giải đáp những câu hỏi đó và nhiều hơn nữa.

Cơ cấu của cơ quan nhận mùi

Ngay phía sau mũi của bạn, có một vùng da nhạy cảm đặc biệt được gọi là niêm mạc khứu giác. Niêm mạc này chứa các tế bào thần kinh đặc biệt được gọi là niêm mạc khứu giác, các sợi niêm mạc này có những chiếc màng đệm như lông tăng diện tích tiếp xúc. Bất kỳ phân tử nào có mùi từ một nguồn hoạt động sẽ gắn kết với các thụ thể mùi đặc biệt trên niêm mạc khứu giác này và kích hoạt tín hiệu điện đến não của bạn. Tín hiệu này sau đó đến một phần nguyên thủy của não gọi là hệ thống cảm xúc và ký ức, do đó giải thích vì sao mùi có thể gợi lên những ký ức mạnh mẽ và phản ứng cảm xúc.

👃 Các phản ứng mùi và ký ức

Các tế bào thần kinh trong niêm mạc khứu giác là duy nhất vì chúng gốc từ não của bạn và tiếp xúc trực tiếp với môi trường bên ngoài. Đây là vị trí duy nhất trên cơ thể nơi hệ thống thần kinh trung ương của bạn tiếp xúc trực tiếp với môi trường. Tuy nhiên, câu hỏi là làm thế nào các tế bào này được kích hoạt?

Giải thích thông thường từ những năm 1950 cho rằng các thụ thể và đầu của các tế bào khứu giác này (có khoảng 400 thụ thể mùi) chỉ có thể nhận dạng những hình dạng phân tử cụ thể và kiểu mùi chính xác được xác định bởi cách phân tử của các hợp chất có mùi khác nhau khớp với tập hợp các thụ thể của các tế bào nhận mùi. Bằng cách kích hoạt một tổ hợp cụ thể của 400 thụ thể mùi, não hiểu một loại mùi cụ thể. Có thể nói rằng đó là như một ổ khóa và chìa khóa là hình dạng phân tử của các hợp chất có mùi và khóa là các thụ thể khứu giác. Một tổ hợp có thể kích hoạt mùi của hoa hồng, một tổ hợp khác có thể kích hoạt mùi của trứng thối, và cứ thế. Trong suốt thời gian dài, đây đã là giải thích chuẩn cho cơ chế của việc nhận mùi cho đến khi các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng các phân tử có hình dạng khác nhau có thể có cùng mùi.