Znanstvenici stvorili mapu mirisa: Otkrili su zapanjujući red u najosjetljivijem osjetilu

Njuh je moćno osjetilo. Signalizira nam hoće li nešto biti ukusno, podsjeća nas na dom, najavljuje kišu ili dolazak proljeća. No, od svih osjetila, njuh je možda i najmanje shvaćen. Dok su znanstvenici odavno mapirali kako oko, uho i koža primaju i tumače informacije, njuh je ostao svojevrsna crna kutija. Sve do sada.

Dva revolucionarna, ali odvojena istraživanja, donijela su svjetlo u ovaj tajanstveni svijet. Znanstvenici s Harvarda stvorili su prvu detaljnu biološku mapu koja prikazuje fizički raspored receptora u nosu, dok je drugi tim razvio digitalnu "glavnu mapu mirisa" pomoću umjetne inteligencije, koja predviđa kako će nešto mirisati samo na temelju strukture molekule. Zajedno, ova otkrića počinju iscrtavati potpuni atlas našeg njušnog svijeta.

Znanstvenici iznenađeni /

Pčele prolaze testove za koje smo mislili da su izvan njihovih mogućnosti

Skriveni red u kaotičnom sustavu

Dugo se smatralo da je raspored njušnih receptora u nosu nasumičan, za razliku od preciznih mapa koje postoje za vid ili sluh. Ta je pretpostavka proizašla iz same složenosti sustava: miševi, primjerice, imaju oko 20 milijuna njušnih neurona koji izražavaju više od tisuću različitih vrsta receptora za miris. Usporedbe radi, za viđenje boja imamo samo tri glavne vrste receptora.

Međutim, tim predvođen Sandeepom Dattom, profesorom neurobiologije na Medicinskom fakultetu Harvard, odlučio je ponovno preispitati tu ideju koristeći najnovije genetske tehnologije. "Njuh je dugo bio iznimka; osjetilo kojem je najduže nedostajala mapa", izjavio je Datta.

Koristeći kombinaciju sekvenciranja pojedinačnih stanica i prostorne transkriptomike, analizirali su nevjerojatnih 5,5 milijuna neurona iz više od 300 miševa. Rezultat je, kako je opisano u otkrićima objavljenim u časopisu Cell, potpuno promijenio dosadašnje shvaćanje. Otkrili su da su neuroni organizirani u precizne, preklapajuće horizontalne pruge koje se protežu od vrha do dna nosa. Položaj svakog neurona ovisi o vrsti receptora koju izražava.

AMBICIOZAN POTHVAT /

Ruski znanstvenici rade na 'lijeku protiv starenja': 'Nevjerojatna budućnost postaje stvarnost'

"Naši rezultati unose red u sustav za koji se prije smatralo da nema reda, što konceptualno mijenja način na koji razmišljamo o funkcioniranju njuha", objasnio je Datta.

Istraživači su otkrili i ključni mehanizam koji stoji iza ove organizacije. Molekula poznata kao retinoična kiselina, koja pomaže u kontroli aktivnosti gena, stvara gradijent unutar nosa. Taj gradijent djeluje kao sustav koordinata, usmjeravajući svaki neuron da izrazi točno određenu vrstu receptora ovisno o svom prostornom položaju. Ovaj precizni raspored u nosu zrcali organizaciju mapa mirisa u mozgu, što napokon objašnjava kako se informacije o mirisu uredno prenose i obrađuju.

Put prema liječenju gubitka njuha

Razumijevanje ove temeljne organizacije nije samo akademski uspjeh. Ono otvara vrata razvoju novih terapija za gubitak njuha (anosmiju), stanje koje može imati dubok utjecaj na kvalitetu života i mentalno zdravlje, uključujući povećan rizik od depresije. Problem je postao posebno izražen tijekom pandemije COVID-19.

REVOLUCIONARNO /

Cjepivo protiv jedne vrste raka može produžiti život za čak 6 godina: 'Apsolutno čudo'

"Miris ima dubok i sveprisutan učinak na ljudsko zdravlje. Njegovo vraćanje nije važno samo zbog užitka i sigurnosti, već i zbog psihološke dobrobiti", rekao je Datta. "Bez razumijevanja ove mape, osuđeni smo na neuspjeh u razvoju novih tretmana."

Tim sada proučava receptore u ljudskom tkivu kako bi utvrdio u kojoj je mjeri ova mapa dosljedna među vrstama. To znanje moglo bi biti presudno za razvoj naprednih terapija, poput onih koje koriste matične stanice ili sučelja mozak-računalo za vraćanje izgubljenog osjetila.

Digitalni blizanac mirisa

Gotovo istovremeno, drugi tim znanstvenika predstavio je drugačiju vrstu mape, poznatu kao Glavna mapa mirisa (Principal Odor Map - POM). Za razliku od biološke mape koja prikazuje fizički raspored, POM je računalni model temeljen na umjetnoj inteligenciji koji može predvidjeti miris molekule.

Koristeći grafičke neuronske mreže i analizirajući goleme skupove podataka o ljudskoj percepciji mirisa, istraživanje koje je razvilo Glavnu mapu mirisa stvorilo je digitalni prostor u kojem su molekule organizirane prema tome koliko slično mirišu. Ovaj model je toliko precizan da se pokazalo kako može predvidjeti njušne reakcije ne samo kod ljudi, već i kod životinja udaljenih stotinama milijuna godina evolucije, piše Science Alert.

ARHEOLOŠKI DRAGULJ /

Doručak star više od 7500 godina: ''Ovo je zaista vrijedan nalaz i nije prirodno nastao'

To upućuje na postojanje univerzalnog "jezika" mirisa u prirodi, oblikovanog evolucijom. Znanstvenici vjeruju da je ovaj jezik organiziran oko metabolizma. Mirisi koje emitiraju živi organizmi - zrelost voća, zdravlje partnera, plodnost tla - ključni su signali za preživljavanje. Čini se da su njušni sustavi različitih vrsta evoluirali tako da dekodiraju te metaboličke signale na sličan način.

Dok biološka mapa otkriva "hardver" našeg osjetila njuha, POM nam daje uvid u njegov "softver". Zajedno, ova dva napretka predstavljaju ogroman korak naprijed. Napokon počinjemo shvaćati logiku iza našeg najstarijeg i najzagonetnijeg osjetila, otvarajući put ne samo novim medicinskim terapijama, već i dubljem razumijevanju kako životinje, uključujući i nas, percipiraju svijet oko sebe.

NET I VOYO /

Prijavite se na Net.hr s istom e-mail adresom kojom ste pretplaćeni na Voyo i čitajte sadržaje bez oglasa!

POGLEDAJTE GALERIJU

NISU BEZOPASNE /

Ovih 17 navika mogle bi vam skratiti život: 'Uzrokuju puno više štete nego što mislite'

POGLEDAJTE VIDEO: Danac se doselio u Split i šokirao: 'Poslovni sastanci se ovdje održavaju u kafićima'