Обоняние является, наряду со вкусом, зрением, слухом и осязанием одним из основных чувств человека, и отвечает за способность ощущать и определять запахи веществ, рассеянных в воздухе. Вкус и обоняние являются очень близкими и взаимосвязанными, во многом это объясняется как близким расположением, так и общим принципом воздействия на них. Работа вкуса и обоняния основана на хеморецепторах — рецепторах, воспринимающих воздействие растворённых или летучих химических веществ и на биохимических реакциях, возникающих в них. Обоняние же человека, обитающего в наземно-воздушной среде (но преимущественно в воздушной), целиком построено на воздействии летучих химических веществ, поэтому, ведя разговор об обонянии, всегда ведётся разговор о химии и химических реакциях. Облачаемся в белые халаты и превращаемся в химиков, цепляем очки на нос и делаем задумчивое лицо и внимательный сосредоточенный взгляд (без этого никак не разберёмся).
Попадающие с воздухом в носовую полость молекулы ароматических веществ, их иногда ещё называют одорантами, растворяются в обильно покрывающей обонятельный эпителий слизи, где происходит взаимодействие с рецепторными белками, содержащимися в мембране ресничек обонятельных нейронов. Это взаимодействие изменяет ионную проницаемость мембраны клеток и формирует электрический импульс, передающийся по нейрональному аксону в обонятельную луковицу, которая является первым центром обработки обонятельной информации в головном мозге. Сами обонятельные рецепторные нейроны распознают громадное число разнообразных молекул пахучих веществ, каждая из которых активирует различные белковые рецепторы на поверхности его мембраны. Такая комбинаторная система кодирования сигналов позволяет распознавать практически неограниченное количество ароматов.
Аксоны обонятельных нейронов оканчиваются в обонятельной луковице разветвлениями в сферических концентраторах, называемых гломерулами. В гломерулах осуществляется контакт между окончаниями аксонов обонятельных нейронов и дендритами нейронов второго порядка, которыми являются митральные и пучковые клетки. Митральные клетки — самые крупные нервные клетки, выходящие из обонятельной луковицы.
У человека около 10 миллионов аксонов обонятельных нейронов, которые распределяются по 2000 гломерул обонятельной луковицы (иногда страшно писать конкретные цифры, ведь они обязательно окажутся неточными, но общее представление вы должны получить). Воздействие разных молекул ароматических веществ активируют гломерулы различным образом, а совокупность активированных гломерул называется картой запаха и представляет своего рода «слепок» запаха, которая показывает, из каких пахучих веществ состоит воспринимаемый обонятельный объект.
Аксоны… Рецепторы… Гломерулы… А можно попроще? Конечно можно. Представьте клавиатуру с тысячами клавиш. Определённый запах или аромат, нажимая на определённые клавиши, сообщает нам о том, что он и себя представляет. Нажимает на все клавиши подряд — мы ощущаем невнятную какофонию. Набирает понятное нам слово — и мы понимаем, что собой представляет запах. Набирает матерное слово — и мы понимаем, куда нам нужно идти. Если набирает непонятное нам слово на иностранном языке — мы вроде и чувствуем этот довольно чёткий сигнал, но понять и осмыслить его не можем. Набирает Alt+F4 — и мы либо завершаем свою работу, либо перезагружаемся. И таких клавиш тысячи, а комбинации клавиш будет выдавать широкий спектр ощущения, и вызывать самые разные реакции. Если вы ещё не сошли с ума, то продолжим… нет, не сходить с ума…, а разбираться в обонянии, конечно же. Перейдём к обонятельной луковице. Используйте острый, смоченный в холодной воде нож и не забудьте открыть окно, а саму луковицу перед этим можете немного охладить в холодильнике.
Обонятельная луковица, несмотря на свои маленькие размеры, представляет собой большую многослойную нейронную сеть, служащую для пространственно-временной обработки отображения запаха в гломерулах. Её можно рассматривать как совокупность множества микросхем с большим количеством связей, с взаимной активацией и ингибированием (торможением) активности нейронов. Выполняемые нейронами операции выделяют характерные свойства карты запаха. Обонятельная луковица является одним из древнейших образований головного мозга, и именно она, совместно с эволюцией человека и увеличением долей других отделов головного мозга, постепенно уменьшается в размерах и теряет свою былую значимость. Печаль, беда. Но не стоит отчаиваться. Любая нейросеть больше зависит от связей и их крепости внутри неё, чем от размеров. Деятельность обоняния ведёт к активизации определённого набора нейронов, а при повторении той же деятельности, связи между этими нейронами укрепляются. Такие повторения ведут к формированию своего рода памяти, а сама нейросеть получает возможность тренироваться и обучаться. Теории здесь больше, чем практики, но личный опыт любого здравомыслящего человека, способного делать верные выводы должен подтверждать эту мысль.