Η κβαντική φύση της όσφρησης

Ένα νέο εύρημα ελλήνων επιστημόνων ανατρέπει δεδομένα δεκαετιών για την όσφρηση και προκαλεί να ξαναγραφτούν τα φοιτητικά εγχειρίδια.
Ο Δρ Ευθύμιος Σκουλάκης του Ερευνητικού Κέντρου Βιοϊατρικών Επιστημών «Αλέξανδρος Φλέμινγκ» στη Βάρη κατέδειξε ότι μικρές μοριακές δονήσεις υπαγορεύουν στον εγκέφαλο την ταυτότητα των ουσιών που φτάνουν στους οσφρητικούς υποδοχείς. Με άλλα λόγια, φαίνεται πως ο εγκέφαλος γίνεται αποδέκτης κβαντικών μηνυμάτων!
Μέχρι σήμερα οι επιστήμονες πίστευαν ότι η όσφρηση βασίζεται σε έναν μηχανισμό αναγνώρισης των ουσιών που έμοιαζε με το σύστημα κλειδιού-κλειδαριάς: οι ουσίες-κλειδιά έφταναν και προσδένονταν στα μόρια-κλειδαριές που εντοπίζονται στις μύτες των θηλαστικών ή στις κεραίες των εντόμων.
Αποτέλεσμα της πρόσδεσης ήταν η αλλαγή της στερεοδιάταξης του μορίου -κλειδαριάς γεγονός που πυροδοτούσε την αποστολή χημικών σημάτων στον εγκέφαλο ώστε να αντιληφθεί, να καταγράψει την έλευση της ουσίας-κλειδιού.
Η θεώρηση αυτή, αν και ευρέως αποδεκτή, δεν μπορεί να εξηγήσει τα πάντα. Παραδείγματος χάριν, πως είναι δυνατόν οι 400 υποδοχείς της μύτης μας να είναι σε θέση να ξεχωρίσουν 2000- 2500 διαφορετικές ουσίες; Κι ακόμη, πως συμβαίνει να έχουν την ίδια μυρωδιά ουσίες των οποίων η στερεοδιάταξη είναι τελείως διαφορετική; (και ως εκ τούτου δεν μπορεί να αποτελούν κλειδί για την ίδια κλειδαριά)...

Ο νευροβιολόγος Δρ Σκουλάκης, ο οποίος διερευνά τους μηχανισμούς της μνήμης και της μάθησης, αξιοποιώντας το κλασσικό πειραματόζωο Drosophila melanogaster (μύγα του ξυδιού), θέλησε να διερευνήσει την θεωρία που υποστηρίζει ότι η αίσθηση της όσφρησης λειτουργεί μέσω μοριακών δονήσεων. Πρόκειται για μια παλιά θεωρία η οποία επαναδιατυπώθηκε το 1996 από τον Luca Turin βιοφυσικό του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ)....

Μιλώντας στο BHMA Online ο Δρ Σκουλάκης εξήγησε τον πειραματισμό που σχεδιάστηκε για να επαληθεύσει ή να διαψεύσει τη θεωρία. «Η ιδέα ήταν να δοθεί στα πειραματόζωα μιά ουσία η οποία είναι γνωστή τους και στη συνέχεια να διερευνηθεί το αποτέλεσμα μιας αλλαγής στη συχνότητα ταλάντωσης της ουσίας. Πρακτικά στην αρχική ουσία, την ακετοφενόνη, αντικαταστήσαμε το υδρογόνο με δευτέριο. Αυτή η αλλαγή δεν έχει επιπτώσεις στη στερεοδιάταξη του μορίου, αλλά το βαρύτερο δευτέριο επιδρά στη συχνότητα ταλάντωσης της ακετοφενόνης. Παρατηρήσαμε ότι οι μύγες δεν αναγνώριζαν την δευτεριωμένη ακετοφενόνη, γεγονός που επιβεβαιώνει τη θεωρία που υποστηρίζει ο Luca Turin».
Με άλλα λόγια, οι επιστήμονες πέτυχαν αλλάζοντας την συχνότητα ταλάντωσης μιας ουσίας να την καταστήσουν «αγνώριστη» για τον εγκέφαλο της μύγας, παρά το γεγονός ότι η εν λόγω ουσία μπορούσε να λειτουργήσει ως κλειδί για το κατάλληλο μόριο -κλειδαριά που σποδεδειγμένα διαθέτουν οι μύγες. Η αρχική αυτή παρατήρηση επιβεβαιώθηκε και από άλλα πειράματα όπως μπορεί κανείς να διαπιστώσει στο άρθρο του έλληνα ερευνητή και των συνεργατών του στην διαδικτυακή έκδοση της επιστημονικής επιθεώρησης Proccedings of the National Academy of Science (DOI:10.1073/pnas. 1012293108).
Αν και η λέξη κβαντικός δεν αναφέρεται στο άρθρο, οι διαφορές στην συχνότητα ταλάντωσης των ουσιών εξηγούνται με κβαντικά φαινόμενα, γεγονός που δίνει μια τελείως νέα διάσταση στη φυσιολογία της όσφρησης και του εγκεφάλου. Οσο για τις πιθανές εφαρμογές των νέων ευρημάτων, αυτές μπορούν να ποικίλουν από την αρωματοποιϊα μέχρι τον σχεδιασμό ηλεκτρονικής μύτης για ανίχνευση ναρκωτικών και εκρηκτικών.
ΙΩΑΝΝΑ Α. ΣΟΥΦΛΕΡΗ
www.tovima.gr - http://www.newscientist.com/article/dn20130-fly-sniffs-molecules-quantum-vibrations.html