Au oamenii „miros cuantic”? O teorie controversată referitoare la simţul olfactiv este susţinută de noi dovezi

O teorie controversată, care susţine că fizica cuantică joacă un rol important în simţul mirosului, este susţinută de noi dovezi în urma unor experimente efectuate pe oameni.

Această teorie contrazice ceea ce se credea până acum, anume că simţul mirosului depinde doar de forma moleculelor pe care le percepem în aer, susţinând că vibraţiile acestor molecule sunt de fapt responsabile pentru mirosul pe care îl simţim.

Pentru a testa teoria controversată, oamenii de ştiinţă au apelat la două molecule de aceeaşi formă, dar cu vibraţii diferite. Studiul publicat în jurnalul PLOS ONE a arătat că oamenii pot deosebi cele două molecule.

Ideea conform căreia sistemele biologice găzduiesc efecte cuantice a dus la dezvoltarea unui nou domeniu al ştiinţei, însă această teorie rămâne controversată în rândul oamenilor de ştiinţă,

Teoria „mirosului cuantic” a fost enunţată de Luca Turin, un cercetător de la Fleming Biomedical Research Sciences Centre din Grecia. Ideea conform căreia formele moleculelor reprezintă singura legătură cu mirosul acestora e ste veche, dar dr. Turin afirmă că aceasta prezintă numeroase probleme.

Turin a oferit exemplul moleculelor care conţin atomi de sulf şi de hidrogen ce formează legături cu numeroase forme diferite, însă toate miros a ouă putrezite. „Dacă folosim teoria tradiţională, este greu de explicat acest lucru. Dacă privim din punctul de vedere al teoriei alternative, conform căreia mirosul moleculei este dat de vibraţiile acesteia, misterul sulf-hidrogen devine dezluşit”, afirmă Turin.

Moleculele pot fi privite drept o colecţie de „atomi pe arcuri”, ce permit atomilor să se mişte unul faţă de celălalt. Energia de frecvenţă potrivită - un quantum - pot provoca „arcurile” să vibreze. Într-un studiu publicat în 1996 în jurnalul Chemical Sense, dr. Turin a afirmat pentru prima dată că aceste vibraţii explică simţul mirosului.

Mecanismul poartă numele de „inelastic electron tunneling”; mai exact, în prezenţa unei molecule specifice „mirositoare”, un electron aflat în receptorul din nasul nostru „sare” (sau trece printr-un „tunel”) şi oferă un quantum de energie unei legături ale moleculei astfel încât „arcurile” încep să vibreze.

La acea vreme, comunitatea ştiinţifică a respins teoria lui Turin, afirmând că nu există dovezi în favoarea sa.

O metodă prin care ideea lui Turin poate fi testată este prin prepararea a două molecule de forme identice dar cu vibraţii diferite; acest lucru poate fi realizat prin înlocuirea atomilor de hidrogen dintr-o moleculă cu deuteriu.

Leslie Vosshall de la Universitatea Rockefeller a lansat în 2004 un efort ştiinţific ce avea ca scop demonstrarea faptului că teoria doctorului Turin este falsă. În acest scop, Vosshall a apelat la o moleculă cunoscută sub numele de acetofenonă şi la o variantă de acetofenonă cu deuteriu în loc de hidrogen. Cercetarea publicată în Nature Neuroscience sugera că participanţii la studiu nu puteau distinge diferenţele dintre cele două molecule, concluzionând astfel că vibraţiile nu joacă niciun rol în simţul mirosului.

În 2011, însă, doctorul Turin şi colegii săi au publicat o lucrrare în Proceedings of the National Academy of Sciences în care demonstrau că musculiţele de oţet pot distinge între două variante ale aceleiaşi molecule. Repetând acest test cu subiecţi umani, Turin a descoperit, la fel ca Vosshall, că aceştia nu puteau să le distingă. Ulterior, însă, cercetătorii au conceput două perechi de molecule mult mai mari, ciclopentadecanone, cu mai multe legături de hidrogen şi deuteriu pentru a amplifica efectul.

În testele dublu-orb, în care nici cercetătorii, nici voluntarii nu ştiau care mostră este testată, participanţii la studiu au putut să deosebească cele două molecule.

Cu toate acestea, profesorul Vosshall crede în continuare că „teoria vibraţiilor” nu este corectă. „Îmi place să cred că teoria vibraţiei şi adepţii săi sunt «unicorni». Noi, ceilalţi care studiem simţul olfactiv suntem «cai»”, a declarat Vosshall pentru BBC. „Problema este că a demonstra că un unicorn există este imposibil. Această dezbatere pe tema teoriei vibraţiei sau asupra existenţei unicornilor nu va înceta niciodată, dar răspunsul la întrebarea «de ce miros lucrurile aşa cum miros» va fi obţinut de «caii» dintre noi”, a mai spus Vosshall.

Tim Jacob, un cercetător de la Universitatea Cardiff specializat în simţul olfactiv, afirmă că noul studiu „oferă noi dovezi, dar nu este concludent”. „Cu toate acestea, nimeni nu a putut să-l contrazică fără echivoc pe doctorul Turin. Vechea teorie a mirosului prezintă multe probleme, nereuşind să explice multe lucruri explicate de teoria vibraţională”, a mai spus Jacob.

Deşi mult mai mulţi cercetători tratează astăzi în mod serios teoria vibraţiilor, în comparaţie cu anul 1996, aceasta rămâne controversată. „Are o oarecare susţinere, dar oamenii nu vor să devină asociaţi acestei teorii, pentru că e echivalentul sinuciderii ştiinţifice”, explică Jacob.

Richard Axel, laureat al Premiului Nobel pentru fiziologie în anul 2004 pentru studiile sale asupra genelor şi receptorilor simţului olfactiv, afirmă că experimentele de acest tip nu vor oferi o concluzie acestei dezbateri, ci doar o analiză microscopică a receptorilor din nas vor putea dezvălui cum funcţionează.

„Până când cineva nu studiază acest mecanism, ci doar trage concluzii indirecte despre mecanism, nu vom avea un răspuns. Nu mă înţelegeţi greşit, nu resping această teorie, dar am nevoie de date pentru a o adopta, iar în acest moment datele nu există”, a concluzionat Axel.

Sursa: BBC News