嗅覺是如何運作的?今天,關於這個問題,科學家們存在兩個相互競爭的陣營,爭論不休。而更具爭議的理論已經獲得了重要的新實驗證實。
爭議的焦點在於我們的鼻子是否使用精密的量子機制來感知氣味分子的振動,也就是氣味劑。化學和法醫實驗室中的光譜儀一直都在這樣做;這些機器將紅外光照射到神秘物質上,以揭示光線引起的明顯振動。嗅覺可能透過使用微小的電子流而不是紅外光子來做到這一點。
這種解釋與當今主流的嗅覺理論相悖,後者認為世界上數百萬種不同的氣味劑就像拼圖碎片。鼻子包含許多不同種類的受體,每種受體都傾向於與特定型別的碎片結合。例如,一個設定為與稱為檸檬烯的分子結合的受體,當它找到該化合物時,會向大腦傳送訊號,這是柑橘氣味背後的線索之一。
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然而,這裡有一個轉折:許多氣味分子含有一個或多個氫原子。氫有三種形式,每種形式的化學性質都非常相似。但是,這些不同的氫同位素具有不同的質量,並強烈影響分子的振動方式。因此,氘,其原子核包含質子和中子(是最常見的氫的兩倍重,最常見的氫只有一個質子),可能有助於科學家區分提出的振動理論和標準的化學結合嗅覺理論。
根據一月份發表在《PLOS ONE》上的研究,人類的鼻子可以嗅出某些氣味劑中氘的存在。具體來說,實驗人員發現,普通的麝香分子與含有氘的麝香分子聞起來不同。希臘亞歷山大·弗萊明生物醫學科學研究中心的共同作者盧卡·圖林表示,這一發現代表了振動理論的勝利。
其他人不同意。紐約州立大學奧爾巴尼分校的化學教授埃裡克·布洛克指出,之前的研究表明,人類的鼻子無法聞到苯乙酮(對人類來說聞起來是甜的)中氘的存在。圖林為這種失敗提出瞭解釋:氘代苯乙酮中的氘含量相對較少,因此可能產生的振動訊號太弱,人類無法檢測到。布洛克說圖林不能兩者兼得,因此爭議仍在繼續。