สมองของมนุษย์รับและประมวลผลสัญญาณที่มาจากโลกภายนอกอย่างต่อเนื่องโดยใช้ระบบพิเศษที่เรียกว่าเครื่องวิเคราะห์ โครงสร้างและลักษณะการทำงานของพวกเขาได้รับการศึกษาอย่างละเอียดโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียชื่อ I. P. Pavlov ปรากฎว่าองค์ประกอบของระบบประสาทสัมผัสทั้งหมดประกอบด้วยสามโครงสร้าง: ส่วนต่อพ่วง การนำ และเยื่อหุ้มสมอง
ตัวอย่างเช่น ในเครื่องวิเคราะห์ที่รับรู้กลิ่น ส่วนแรกจะแสดงด้วยตัวรับกลิ่น จากนั้นประสาทจะตามมา และสุดท้ายคือส่วนสุดท้ายในเยื่อหุ้มสมอง เซลล์ประสาทที่เป็นคนแรกที่รับรู้สิ่งเร้า (กลิ่นต่างๆ) จะอยู่ในเยื่อเมือกของโพรงจมูก และตัวรับที่แยกแยะรสชาติจะอยู่บนผิวของเยื่อเมือกของปากและลิ้น ยิ่งกว่านั้นเรารู้สึกถึงรสขม หวาน เค็มและเปรี้ยวในส่วนต่างๆ
ในบทความของเรา เราจะค้นหาว่าตัวรับกลิ่นและรสคืออะไร และยังกำหนดกลไกทางสรีรวิทยาอีกด้วยการเกิดของความรู้สึกที่สอดคล้องกันในร่างกายมนุษย์
ตัวรับคืออะไร
คำนี้ใช้ในสรีรวิทยาของกิจกรรมประสาทที่สูงขึ้นโดยเริ่มจากการศึกษาของ P. Erlich และ P. Anokhin มีความหมายหลายประการ ข้อมูลมากที่สุดมีดังต่อไปนี้: ตัวรับเป็นองค์ประกอบของระบบประสาทหรือต่อมไร้ท่อที่สามารถยึดติดและผูกมัดตัวกลางสารชีวภาพที่มีลักษณะทางเคมีหรือ neurogenic ตามทฤษฎีของปลายประสาท การก่อตัวนี้เกิดขึ้นพร้อมกันในเชิงพื้นที่กับโมเลกุลของสารที่มีกลิ่นหรือกลิ่น เช่น กุญแจและกุญแจ นี่เป็นสัญญาณของการเกิดขึ้นของกระบวนการกระตุ้นในตัวรับกลิ่นที่อยู่ในส่วนต่อพ่วงของเครื่องวิเคราะห์ ข้อมูลนี้จะถูกส่งต่อไปยังส่วนต่างๆ ต่อไปนี้ของระบบรับรู้การดมกลิ่น ซึ่งจะมีการวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้รับ
โครงสร้างเซลล์ประสาท
เซลล์ประสาทไม่ได้มีแค่ร่างกายแต่ยังมีกระบวนการสองประเภท แอกซอนเป็นจุดสิ้นสุดที่ยาวมากซึ่งทำหน้าที่ส่งกระแสประสาทที่เกิดขึ้นแล้วในสาขาสั้น (เดนไดรต์) คอมเพล็กซ์ของพวกมันที่มีเซลล์รองรับของแหล่งกำเนิดเยื่อบุผิวและสารระหว่างเซลล์ glia จะมีลักษณะเหมือนการก่อตัวของตัวรับ หลักการทำงานของชนิดต่างๆ เช่น ปลายประสาทที่รับรู้สารเคมี ซึ่งรวมถึงตัวรับกลิ่น ในที่สุดก็ลงมาที่การถ่ายโอนการกระตุ้นไปยังบริเวณเยื่อหุ้มสมองของสมอง พิจารณาต่อไป
กลไกการทำงานของตัวรับ
สามารถนำเสนอในรูปแบบต่อไปนี้: ประการแรกมีการรับรู้ถึงสิ่งเร้าและการเปลี่ยนแปลงภายใต้การกระทำของโพลาไรเซชันของเมมเบรน การปรับเปลี่ยนการกำหนดค่าเชิงพื้นที่ของโปรตีนสัญญาณที่อยู่บนพื้นผิวของเดนไดรต์ก็สามารถทำได้เช่นกัน ทั้งหมดนี้ทำให้เกิดศักยภาพในการดำเนินการและเป็นผลให้ปรากฏของแรงกระตุ้นเส้นประสาทในเซลล์ประสาท เมื่อมันปรากฏออกมา ตัวรับกลิ่นสามารถจับโมเลกุลของสารก๊าซต่างๆ ได้จำนวนเล็กน้อย กล่าวคือ พวกมันมีเกณฑ์ความไวต่ำ การรับรู้ของสารเหล่านี้ส่งผลต่อสภาพร่างกายของเราอย่างไร
โลกแห่งกลิ่น
ในผลงานของ วี. พิกุล "The Fragrant Symphony of Life" นักปรุงน้ำหอมผู้น่าสงสารไม่ประสบความสำเร็จในการแสวงหามือและหัวใจของตัวละครหลัก เพื่อรบกวนคู่ต่อสู้ของเขา (นักร้องชื่อดัง) เขามากับสิ่งต่อไปนี้ ชายหนุ่มนำตะกร้าสีม่วงอันหอมกรุ่นมาที่คอนเสิร์ตแล้ววางบนเปียโน ศิลปินล้มเหลวในการตีโน้ตสูงเพียงครั้งเดียวและรอบปฐมทัศน์ของเขาล้มเหลว ปรากฏว่าผู้ผลิตน้ำหอมรู้ดีว่าตัวรับกลิ่นของมนุษย์ที่รับกลิ่นไวโอเล็ต ส่งผลต่อสายเสียง ขัดขวางการทำงาน
ที่จริงแล้ว เครื่องวิเคราะห์การดมกลิ่นเป็นหนึ่งในประเภทของระบบประสาทสัมผัสที่ละเอียดอ่อนและไม่ค่อยได้รับการศึกษามากที่สุด กิจกรรมที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการรับรู้รสชาติและส่งผลอย่างมากต่อสภาพอารมณ์และร่างกายของร่างกายมนุษย์ เกี่ยวกับคุณสมบัติของกลิ่นนี้สาขายาเช่นอโรมาเธอราพีเกิดขึ้น เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่ากลิ่นหอมของลาเวนเดอร์และโรสแมรี่ซึ่งรับรู้ตัวรับกลิ่นทำให้ระบบประสาทสงบและบรรเทาความเครียด กลิ่นหอมของมะนาวช่วยให้โฟกัส ขณะที่ยูคาลิปตัสและมะลิช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ
ระบบรับสัมผัสเคมี
เครื่องวิเคราะห์กลิ่นจะเปลี่ยนความระคายเคืองที่เกิดจากอนุภาคเคมีให้กลายเป็นกลิ่น ช่วยดักจับสารพิษที่เป็นอันตรายในอากาศหรือระบุอาหารที่ไม่เหมาะ นี่เป็นสิ่งสำคัญและเป็นคุณสมบัติในการป้องกันการปรับตัวของสิ่งมีชีวิต ดังนั้นตัวรับกลิ่นจะรับรู้ถึงเยื่อเมือกที่ระคายเคืองและระคายเคืองของระบบทางเดินหายใจและปอด กลิ่นของแอมโมเนียในขนาดเพียง 70 โมเลกุลต่อน้ำ 1 มล. เป็นตัวรับเคมี จะส่งการกระตุ้นไปยังเส้นประสาทรับกลิ่น จากนั้นแรงกระตุ้นของเส้นประสาทจะเข้าสู่ความลึกของกลีบขมับของเปลือกสมองซึ่งมีการแปลโซนรับกลิ่น โปรดทราบด้วยว่าวิลลี่ของตัวรับกลิ่นสามารถตอบสนองต่อสารเคมีที่มีความเข้มข้นน้อยที่สุด: ตั้งแต่ 2 ถึง 8 โมเลกุลในอากาศ 1 มล.
จมูกเป็นอวัยวะรับกลิ่น
ในเยื่อเมือกของช่องจมูกด้านบนและตรงกลางบางส่วน บนพื้นที่ 2.6 ถึง 5 ซม.2 มีเซลล์ประสาทในกลุ่ม 8-10 เซลล์. พวกเขาเกี่ยวข้องกับการสนับสนุนองค์ประกอบเซลล์และมีขนที่มีเส้นใยอยู่ภายใน เซลล์รับกลิ่นมีโมเลกุล RNA จำนวนมากในไซโตพลาสซึม นี่เป็นเพราะการเผาผลาญสูงและปฏิกิริยาการสังเคราะห์โปรตีนที่เกิดขึ้นอย่างแข็งขัน กระบวนการ-dendritesสัมผัสโดยตรงกับโมเลกุลของก๊าซที่มีกลิ่น เหล่านี้เป็นตัวรับกลิ่น สารประกอบทางเคมีมีบทบาทเป็นตัวกระตุ้นภายใต้อิทธิพลของการทำให้เยื่อหุ้มเซลล์ประสาทเกิดการสลับขั้ว กระบวนการนี้สามารถชะลอลงได้เนื่องจากปฏิกิริยาการอักเสบที่เกิดจากโรคทางเดินหายใจหรือภูมิแพ้ของระบบทางเดินหายใจส่วนบน เยื่อบุผิวของจมูกบวมและหลั่งเมือกส่วนเกิน ส่งผลให้ความไวของปลายประสาทลดลงและการเลือกปฏิบัติด้านกลิ่นเสื่อมลง ไปจนถึงสูญเสียการรับกลิ่นและการรับรสโดยสิ้นเชิง
อะไรกำหนดความไวของตัวรับ
ตัวรับกลิ่นจะอยู่ในเยื่อเมือกของระบบทางเดินหายใจส่วนบน ดังนั้นการเกิดกลิ่นบางอย่างจึงได้รับผลกระทบเป็นหลักจากความเข้มข้นของสารที่มีกลิ่นในอากาศที่หายใจเข้า ดังนั้นน้ำมันข้นที่บีบออกมาจากกลีบกุหลาบจึงมีกลิ่นที่ไม่พึงประสงค์และตรวจจับได้ยาก กลิ่นหอมอ่อนๆ ของดอกกุหลาบจะปรากฏเมื่อน้ำมันเข้มข้นเจือจางเท่านั้น
ผู้เชี่ยวชาญระบุความรู้สึกพื้นฐานหกประการ เหล่านี้รวมถึงกลิ่น: ยาง, ดอกไม้, เผ็ด, เน่าเสีย, ผลไม้, ไหม้ ตามลักษณะทางสรีรวิทยาของการรับรู้จะตรวจพบกลิ่นที่สะอาดระคายเคืองและผสม ความไวของปลายประสาทต่อพวกเขาจะลดลงหากบุคคลสูบบุหรี่หรือดื่มสุรา
ทฤษฎีวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับที่มาของกลิ่น
ในหมู่นักวิทยาศาสตร์ไม่มีมุมมองเดียวเกี่ยวกับแก่นแท้ของกลไกการรับรู้กลิ่น ทฤษฎีสเตอริโอเคมีที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดถือได้ว่าเป็นทฤษฎีสเตอริโอเคมีซึ่งบทบาทหลักในการพิจารณาสิ่งเร้าทางเคมีเป็นของปลายประสาทของเซลล์ประสาท ตัวรับกลิ่นเป็นเสาอากาศชนิดหนึ่งที่จับโมเลกุลของกลิ่นและเปลี่ยนโครงสร้างของโปรตีนเมมเบรนของตัวเองตามการกำหนดค่าเชิงพื้นที่ของอนุภาคของสารเคมี ผลของกระบวนการนี้ เยื่อหุ้มเซลล์ประสาทถูกโพลาไรซ์ และเกิดแรงกระตุ้นของเส้นประสาท กล่าวคือ การเกิดกลิ่นมีลักษณะสองประการ: เคมีและ neurogenic
เรายังทราบด้วยว่านักวิทยาศาสตร์ใช้แนวคิดเรื่องเม็ดสีในการรับกลิ่นเพื่ออธิบายลักษณะที่ปรากฏของกลิ่น สารนี้มีหลักการของการกระทำเช่นเดียวกับ rhodopsin และ iodopsin - สารประกอบที่เป็นส่วนหนึ่งของตัวรับการมองเห็นของเรตินา: แท่งและโคน โมเลกุลที่ออกฤทธิ์ของเม็ดสีรับกลิ่นประกอบด้วยอิเล็กตรอนในสถานะตื่นเต้น เนื่องจากสารที่มีกลิ่นทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของอนุภาคที่มีประจุไปสู่ระดับพลังงานที่สูงขึ้น เมื่อกลับสู่วงโคจรที่อยู่กับที่ อิเล็กตรอนจะปล่อยพลังงานควอนตัม ซึ่งจะทำให้เกิดการกระตุ้นที่ปลายประสาทของเซลล์ประสาทรับกลิ่น
วิธีการกำหนดความรุนแรงของกลิ่น
บางอาชีพ (เช่น นักปรุงน้ำหอมหรือนักชิม) ต้องการความไวในการรับกลิ่นและรสชาติที่เพิ่มขึ้น ความไวที่รุนแรงของเครื่องวิเคราะห์กลิ่นที่รับกลิ่นมักจะเป็นคุณสมบัติโดยธรรมชาติของร่างกายมนุษย์ แต่ก็สามารถพัฒนาได้หลังจากใช้เวลานานการออกกำลังกาย มีการทดสอบที่ทำกับอุปกรณ์ - เครื่องวัดกลิ่น มันกำหนดเกณฑ์การรับรู้: ปริมาณขั้นต่ำของสารที่สามารถทำให้เกิดความรู้สึกรับกลิ่นที่สอดคล้องกัน
ใช้ในการวินิจฉัยภาวะโลหิตจางเพื่อคำนวณความเข้มข้นสูงสุดของสารระเหยที่เป็นพิษในการปล่อยมลพิษทางอุตสาหกรรม จำเป็นต้องใช้การวัดกลิ่นในห้องปฏิบัติการด้านสุขาภิบาลและระบาดวิทยาเพื่อสร้างสาเหตุของการเกิดพิษในวงกว้างในสถานประกอบการ ในสถานที่จัดเลี้ยงสาธารณะ และในโรงเรียน