Если учесть, что муравьи чувствуют рак, а собаки могут распознать стресс по нашему запаху, наш скромный нос, который полностью выходит из строя при малейшем холоде, может показаться не слишком развитым. Даже в науке принято считать, что обоняние у человека «медленнее», чем зрение или слух. Однако, несмотря на то, что обоняние человека не дотягивает до обоняния многих животных, оно не так плохо, как многие думают. Согласно новому исследованию, люди способны воспринимать изменения запаха за считанные миллисекунды, так же быстро, как и изменение цвета.
Эксперимент по проверке нашего обоняния
Ученые из Университета Китайской академии наук и Университета штата Огайо разработали устройство, срабатывающее при вдыхании и оснащенное обратными клапанами, позволяющими запахам течь только в одном направлении. Устройство было дополнено тефлоновыми трубками, способными доставлять запахи к носу человека с задержкой до восемнадцати миллисекунд.
В течение 649 сеансов ученые попросили 229 взрослых людей в Китае надеть устройство и почувствовать различные смеси запахов: два запаха, представленные в быстрой последовательности во время одного вдоха. Среди этих запахов были яблочный, цветочно-сладкий, лимонный и луковый.
Цель эксперимента заключалась в том, чтобы проверить, смогут ли участники различить два запаха, представленные в одном порядке, а затем в обратном порядке с разной задержкой. И хотя, казалось бы, один вдох (который в среднем длится всего три-пять секунд) ограничивает скорость распознавания запахов, наблюдения ученых говорят совсем о другом.
Результаты, столь же необычные, как и наши носы
Исследование, опубликованное в журнале Nature Human Behaviour, показывает, что наше обоняние способно улавливать тонкие химические изменения во время одного вдоха, что ставит под сомнение наши нынешние знания об обонянии. Согласно предыдущим исследованиям, время, необходимое для различения последовательностей запахов, составляло около 1 200 миллисекунд.
Однако «мы были поражены, когда заметили, что участники могли различать два запаха, представленные в одном порядке, и обратный, когда задержка между ними составляла всего 60 миллисекунд», — удивляется доктор Вэнь Чжоу, ведущий автор исследования и научный сотрудник Китайской академии наук в Пекине. «Для сравнения: продолжительность моргания глаза составляет около 180 миллисекунд», — добавляет он.
Различные запахи тестировались с тщательно рассчитанными задержками
В пяти экспериментах устройство, разработанное для исследования, представляло участникам последовательность из двух запахов с очень короткими задержками, причем с поразительной точностью. В одном из экспериментов два запаха (яблочный и цветочный) были точно рассчитаны и поданы контролируемым образом. Один запах был запрограммирован так, чтобы попасть в нос примерно на 120-180 миллисекунд раньше другого. Участники смогли правильно определить запахи и сказать, какой из них пришел первым, в 597 из 952 испытаний, с точностью 63 %. Аналогичные результаты были получены, когда 70 других людей тестировали с запахами лимона и лука.
Для чего может быть использовано это исследование?
Лучшее понимание человеческого обоняния
В животном мире способность различать запахи во время одного вдоха является важным способом определить, что это за запах и где он может находиться в пространстве. «Демонстрация того, что люди могут различать запахи по мере их изменения в течение вдоха, является убедительным доказательством того, что ритм важен для обоняния у разных видов, а значит, является общим принципом, лежащим в основе функционирования обоняния. Кроме того, это исследование проливает свет на загадочные механизмы, лежащие в основе обоняния человека», — говорит доктор Сандип Роберт Датта, профессор кафедры нейробиологии Гарвардской медицинской школы, который не принимал участия в новом исследовании.
«Изучение человеческого обоняния исторически отстает от изучения зрения и слуха, поскольку мы, люди, считаем себя визуальными существами, использующими в основном речь для общения», — добавляет ученый, отмечая, что данное исследование «заполняет критический пробел в нашем понимании того, как мы, люди, воспринимаем запахи». Последствия этого исследования выходят далеко за пределы лаборатории, предлагая интригующее понимание того, как обоняние влияет на поведение и взаимодействие людей.
Другие последствия, особенно в области здравоохранения
Признание способности обонятельной системы быстро различать тонкие химические различия может также произвести революцию в отраслях, зависящих от обоняния, таких как производство продуктов питания и напитков, парфюмерии и даже здравоохранение. Используя более глубокое понимание временного восприятия запахов, специалисты смогут усовершенствовать разработку вкусов, улучшить дизайн ароматов и совершенствовать терапию на основе запахов.
Кроме того, «наше устройство может быть использовано в терапевтических целях, например, для обонятельной реабилитации пациентов, страдающих от потери обоняния», — говорит доктор Чжоу. «В более широком смысле наши выводы могут послужить руководством для проектирования и разработки электронных носов и систем обонятельной виртуальной реальности, которые могут принести значительную пользу в клинической практике.»
Исследование опубликовано в журнале Nature Human Behaviour.
