Uoslės mechanizmui paaiškinti reikalinga kvantinė mechanika?  (0)

Kai 1996 metais biofizikas Luka Turinas (Luca Turin) pirmasis iškėlė mintį, jog kvantinė mechanika gali padėti suprasti, kaip mes užuodžiame įvairius aromatus, ši idėja mokslininkų bendruomenės buvo sutikta nevienareikšmiškai. Per pastaruosius 15 metų pasirodė darbų, ir palaikančių L. Turino hipotezę, ir kritikuojančių ją. Tačiau visai neseniai šis tyrėjas, dabar dirbantis Masačiusetso technologijos institute (JAV) ir Flemingo biomedicinos mokslų centre (Graikija), kartu su kolegomis išspausdino darbą, kuriame pristato tolimesnę kvapų virpesių teorijos analizę, kuri, tikimasi, nebus vertinama taip prieštaringai.


Tradicinis „rakto ir spynos“ uoslės modelis teigia, jog skirtingų formų ir dydžių kvapo molekulės „įtelpa“ į skirtingus receptorius – visai panašiai dabar yra suprantamas vaistų poveikis organizmui. Kuomet molekulė patenka į receptorių, šis siunčiu signalą smegenims, todėl mes užuodžiame kvapą.

Tačiau šis modelis turi vieną trūkumą, mat kai kurios molekulės, pasižyminčios praktiškai lygiai tokia pačia forma, atitinka visiškai kitokį kvapą. Šis faktas leidžia manyti, jog be molekulių formos ir dydžio dar egzistuoja papildomi parametrai, verčiantys receptorius sureaguoti skirtingai ir siųsti skirtingus signalus smegenims.

Pagal L. Turino teoriją, tie papildomi parametrai yra kvapo molekulių virpesių dažniai. Molekulės virpesių dažnis gali priversti nosies receptorių elektronus tuneliuoti tarp dviejų energijos būsenų, jeigu tik jis atitiks abiejų būsenų energijos skirtumą. Tuneliavimu yra vadinamas kvantinės mechanikos reiškinys, kuomet elektronas ar kita kvantinė dalelė sugeba pereiti į kitą būseną, nors klasikinės fizikos rėmuose toks vyksmas nebūtų galimas dėl energijos trūkumo. Kai receptoriai aptinka šiuos virpesių dažnius, smegenims siunčiami signalai, kurie suformuojami atsižvelgiant ne tik į molekulių pavidalą, bet ir virpesius.

Reikia pasakyti, jog ši teorija yra vertinama ganėtinai nevienareikšmiškai: prestižinis mokslo žurnalas „Nature“ atmetė pirminį L. Turino darbo varianą, o kai kuriuose kitų mokslininkų darbuose pateikiami teorijos prieštaravimų įrodymai. Tačiau kai kurie tyrėjai pripažino, jog L. Turino teorija yra suderinama tiek matematiniu, tiek fizikiniu požiūriu. Pavyzdžiui, 2007 metais Dženifer Bruks (Jennifer Brookes) kartu su kolegomis paskelbė, kad kvapų virpesių teorija neprieštarauja fizikos dėsniams, be to, panašu, jog iš tiesų egzistuoja ryšys tarp molekulės virpesių spektro ir jos kvapo.

Naujausiame savo darbe L. Turinas kartu su bendraminčiais teigia, jog musės gali atskirti kvapo molekules, kuriose vandenilis yra pakeistas jo izotopu deuteriu. Nors vandenilis ir deuteris pasižymi tokia pačia forma, deuterio virpesių dažnis yra mažesnis. Mokslininkai taip pat išmokė muses vengti abiejų molekulių. Jie aptiko, kad musės, išmokytos vengti kvapo molekulių, kuriose yra deuterio, lygiai taip pat vengė visiškai skirtingų molekulių, pasižyminčių panašiais virpesių dažniais. Kadangi musės panašiai reagavo į skirtingų formų, tačiau artimų virpesių energijų molekules, šis rezultatas patvirtina teoriją, pagal kurią molekulių virpesiai vaidina svarbų vaidmenį musėms atskiriant kvapus.

Nors tyrėjai vis dar turi labai daug ką nušlifuoti savo teorijoje, pasiūlytoji idėja po truputį tampa priimtinesnė. Jeigu mokslininkams pavyks geriau suprasti uoslės mechanizmą, tuomet visai įmanoma kalbėti apie elektroninės nosies sukūrimą, kuri savo savybėmis gerokai pranoks dabartinius cheminius jutiklius.

Aut. teisės: MokslasPlius
MokslasPlius
(0)
(0)
(0)

Komentarai (0)