Обоняние - [51]

Шрифт
Интервал

Рисунок 20. Обонятельный эпителий расположен в верхней части носовых пазух. Ольфакторные нейроны (ORN) сидят внутри обонятельной слизистой в окаймлении поддерживающих (SC) и прочих клеток, высовывая хвостики во внешнюю среду. Хвостики заканчиваются пучками ресничек, покрывающих открытую запахам поверхность. На другом конце нейрона длинный аксон проходит через решетчатую кость черепа и достигает обонятельных луковиц (ОВ), где каждая гломерула (G) собирает сигналы от всех ольфакторных нейронов, реагирующих на данный запах, и посылает информацию в центральные области мозга.


Ольфакторный нейрон, очень напоминающий нейроны головного мозга, состоит из клеточного тела и двух длинных хвостиков. Первый пронизывает всю толщину эпителия и достигает внешней среды. Здесь он выходит в окружающую среду пучком ресничек, похожих на лепестки цветка и готовых улавливать молекулы одоранта. На самом деле основное назначение этих ресничек – увеличивать поверхность контакта между нейроном и окружающей средой.

Именно на поверхности ресничек как раз и расположены рецептивные белки, вставленные в клеточную мембрану. Эти белки сторожат вход в нервную систему, словно солдаты на воротах в окруженный стенами город; их задача – проверять верительные грамоты у каждой новоприбывшей молекулы и передавать принесенное ей послание внутрь клетки. На этом этапе происходит распознавание и различение разных химических структур, а клетка производит электрический импульс. Весь процесс зависит от того, насколько идеально молекула одоранта вставится в соответствующую полость белка-рецептора.

Другой хвостик нейрона, именуемый аксоном, проходит через решетчатую кость и достигает мозга, где устанавливает синапсическую связь со вторым слоем нейронов. Это зона сбора и распределения ольфакторных сигналов; она состоит из двух обонятельных луковиц, которые находятся прямо под фронтальной областью мозга: одна – слева, другая – справа. Из обонятельных луковиц сигнал передается в центральные области мозга, где проходит дальнейшую обработку, оценку и сравнивание с хранящимися в памяти данными, после чего мы получаем на выходе осознанное впечатление, словесное описание или поведенческий ответ.

Биохимия начала изучать обоняние еще в конце 1970-х, однако ольфакторные рецепторы позвоночных были открыты лишь в 1991-м – это стало важнейшей вехой в данной области [1]. Линда Бак и Ричард Аксель, авторы открытия, получили в 2004 году Нобелевскую премию за достижения в медицине и физиологии, придав колоссальный стимул дальнейшим исследованиям и вообще интересу к этой теме.

Сегодня благодаря определению геномной последовательности нам уже гораздо больше известно о количестве и природе ольфакторных рецепторов. А вот соответствующие одоранты были идентифицированы всего для нескольких из них. Да, маршрут продолжен, но от взлома обонятельного кода мы еще очень далеки и еще меньше знаем о тех путях, которыми ольфакторные сообщения путешествуют через нейронную сеть мозга, чтобы породить в конечном счете поведенческую реакцию, эмоцию или словесное описание.

Первые шаги к биохимии

Только в конце 1970-х интересующиеся ольфакцией ученые начали говорить о белках-рецепторах и способах их идентификации. Было сделано несколько разрозненных попыток, но результаты получились смутные и невоспроизводимые. Обоняние оставалось неисследованной территорией.

Даже опытные биохимики были не готовы рисковать временем и бюджетами, пускаясь в эксперименты, основанные на зыбких гипотезах и не имеющие четкой заявки на успех. Научные исследования – дело очень состязательное; они требуют значительных финансовых вложений, за которые в конце нужно отчитываться, предъявляя весомые научные результаты. Инвестиции в совершенно новую область требуют либо храбрости, либо слепого энтузиазма молодого исследователя.

Некоторые ученые в тот период даже ставили под сомнение само существование ольфакторных рецепторов в виде белков. Тогда бытовало несколько разных теорий, впоследствии опровергнутых экспериментальными данными; кое-кто полагал, что ольфакторные рецепторы могут быть просто молекулами липидов, а некоторые так и вовсе отрицали, что в носу происходит какое-то прямое взаимодействие между запахами и биохимическими структурами. Однако со временем идея о том, что улавливанием летучих молекул одорантов занимаются именно белки-рецепторы, становилась все более убедительной: помогло быстрое накопление знаний о других типах рецепторов – например тех, которые участвуют в передаче нервного сигнала.

Но задача от этого легче не стала. Даже сейчас, после расшифровки геномов человека и многих других видов животных, искать новое семейство генов, не имея никакой конкретной информации о них, – это целая проблема. Примерно как листать книгу с сотнями тысяч нуклеотидных последовательностей, не имея понятия, какие именно мы ищем и как их узнать.

Если даже на нынешнем этапе технологического развития открытие новой группы генов все еще дело трудное, 40 лет назад оно было практически безнадежным. Единственными доступными в тот период инструментами были биохимические, в том числе прямое наблюдение в лабораторных условиях на уровне белков. Такой подход обычно основан на физиологическом протоколе или бихевиоральных наблюдениях (например, обонянии запаха) и ищет ответственный за это явление белок.

Продолжить чтение
Рекомендуем почитать
Проклятие Тутанхамона

День 4 ноября 1922 года стал одним из величайших в истории мировой археологии. Именно тогда знаменитый египтолог Говард Картер и лорд Карнарвон, финансировавший раскопки, обнаружили гробницу фараона Тутанхамона, наполненную бесценными сокровищами Однако для членов экспедиции этот день стал началом кошмара. Люди, когда-либо спускавшиеся в усыпальницу, погибали один за другим. Газеты принялись публиковать невероятные материалы о древнем египетском демоне, мстящем археологам за осквернение гробницы…В своей увлекательной книге известные исследователи исторических аномалий Коллинз и Огилви-Геральд подробно изложили хронологию открытия гробницы Тутанхамона и связанных с этим загадочных событий Основываясь на письмах и статьях знаменитых археологов, а также воспоминаниях очевидцев, авторы задаются сенсационным вопросом: не могли ли Говард Картер и лорд Карнарвон обнаружить в гробнице Тутанхамона некую взрывоопасную тайну, способную в случае огласки перевернуть сложившиеся взгляды на библейскую и мировую историю? И не могла ли эта тайна стать для первооткрывателей усыпальницы реальным проклятием — осуществляемым не мстительными богами Египта, а наемными убийцами на службе влиятельных политических сил, которым могла помешать неудобная правда?

Экзамен на разумность

Земная цивилизация достигла критического порога, и потеря людьми интереса к космосу лишь вершина айсберга. Первые космические программы имели ясную цель, объявленную Циолковским: расселение человечества по Солнечной системе. Сейчас цель потеряна как для развития космонавтики, так и для человечества в целом. Оно должно сдать экзамен на разумность и обеспечить себе переход на новую ступень развития.(«Техника-молодежи», № 8/2004)

От Геркулесовых столбов до Эльдорадо. Происхождение географических названий

Азию мы называем Азией, а Антарктиду – Антарктидой. Вот Фарерские острова, но нам лучше на Канарские. Слова, известные со школы, звучат, будто музыка: Гренландия и Исландия, Миссури и Ориноко, Босфор и Дарданеллы. С чем и с кем связано то или иное географическое название – кто так назвал, когда и почему? Знать бы! И удивлять других: «Кстати, о Миссисипи…»Эта книга раскрывает многие историко-географические тайны. Рассказы о происхождении названий географических объектов часто оказываются посильнее детективных романов.

Меры безопасности на уроках физической культуры

Настоящее пособие знакомит учителей физической культуры с нормами санитарно-гигиенического режима, мерами пожарной безопасности на уроках физкультуры. В нем представлены нормативные акты, формы документов, извлечения из методических указаний, правил и инструкций по охране труда, регламентирующие безопасность проведения физкультурно-оздоровительной, учебной и внеклассной работы в образовательных учреждениях; показан порядок и правила проведения инструктажей по мерам безопасности.Пособие предназначено для студентов, преподавателей, учителей физической культуры и школьников.

Дети Индиго: им улыбаются ангелы

Эта книга о наших детях, о происшествиях и явлениях, связанных с ними и выходящих за рамки традиционного мировосприятия.Вас, уважаемый читатель, ждут встречи с героями невероятных историй, удивительными людьми, участниками и очевидцами феноменальных событий, необъяснимых с точки зрения логики и «приземленного» мышления.Также вы получите возможность побывать в гостях у известной духовной целительницы Зины Ивановны, побеседовать с ней, вместе проанализировать почерпнутую информацию. Эта необычная женщина будет комментировать те удивительные истории, которые рассказаны на этих страницах.

Письмо с другой планеты

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.

Книга звука. Научная одиссея в страну акустических чудес

Тревор Кокс охотится за звуковыми чудесами нашей планеты и наслаждается источниками экзотических звуков — скрипящими ледниками, шепчущими галереями, сталактитовыми орга́нами, музыкальными дорогами, неземными голосами бородатых тюленей и пирамидой майя, чирикающей, словно птица. Обращаясь за помощью к археологии, науке о мозге, биологии и дизайну, Кокс объясняет, как звук формируется и изменяется окружающей средой, как наше тело реагирует на необычные звуки и как эти загадочные чудеса выявляют удивительную динамику звука в повседневной обстановке — от спальни до оперного театра.

Зачем мы говорим

Эта книга — захватывающая история нашей способности говорить. Тревор Кокс, инженер-акустик и ведущий радиопрограмм BBC, крупным планом демонстрирует базовые механизмы речи, подробно рассматривает, как голос определяет личность и выдает ее особенности. Книга переносит нас в прошлое, к истокам человеческого рода, задавая важные вопросы о том, что может угрожать нашей уникальности в будущем. В этом познавательном путешествии мы встретимся со специалистами по вокалу, звукооператорами, нейробиологами и компьютерными программистами, чей опыт и научные исследования дадут более глубокое понимание того, что мы обычно принимаем как должное.

Если бы наши тела могли говорить

Сколько разговоров ведется в СМИ об иммунитете, о том, что нужно больше спать и меньше есть, о кофе, холестерине, витаминах, жирах, вреде смартфонов и пользе БАДов! Что из этого правда, а что – откровенное вранье маркетологов? Доктор медицины и старший редактор The Atlantic Джеймс Хэмблин делится исключительно проверенной научной информацией об особенностях и механизмах функционирования человеческого организма. «Хэмблин пишет с сарказмом, юмором и чувством удивления… Его остроумное исследование о диетах, пищевых добавках, поливитаминах, энергетиках и глютене – невероятно нужная работа.

Зачем мы спим

До недавних пор у науки не было полного представления о механизмах сна, о всем многообразии его благотворного влияния и о том, почему последствия хронического недосыпания пагубны для здоровья. Выдающийся невролог и ученый Мэттью Уолкер обобщает данные последних исследований феномена сна и приглашает к разговору на темы, связанные с одним из важнейших аспектов нашего существования. «Сон – это единственное и наиболее эффективное действие, которое мы можем предпринять, чтобы каждый день регулировать работу нашего мозга и тела.