振动帮助我们闻到气味吗?

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嗅觉是如何运作的?今天,关于这个问题,科学家们存在两个相互竞争的阵营,争论不休。而更具争议的理论已经获得了重要的新实验证实。

争议的焦点在于我们的鼻子是否使用精密的量子机制来感知气味分子的振动,也就是气味剂。化学和法医实验室中的光谱仪一直都在这样做;这些机器将红外光照射到神秘物质上,以揭示光线引起的明显振动。嗅觉可能通过使用微小的电子流而不是红外光子来做到这一点。

这种解释与当今主流的嗅觉理论相悖,后者认为世界上数百万种不同的气味剂就像拼图碎片。鼻子包含许多不同种类的受体,每种受体都倾向于与特定类型的碎片结合。例如,一个设置为与称为柠檬烯的分子结合的受体,当它找到该化合物时,会向大脑发送信号,这是柑橘气味背后的线索之一。


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然而,这里有一个转折:许多气味分子含有一个或多个氢原子。氢有三种形式,每种形式的化学性质都非常相似。但是,这些不同的氢同位素具有不同的质量,并强烈影响分子的振动方式。因此,氘,其原子核包含质子和中子(是最常见的氢的两倍重,最常见的氢只有一个质子),可能有助于科学家区分提出的振动理论和标准的化学结合嗅觉理论。

根据一月份发表在《PLOS ONE》上的研究,人类的鼻子可以嗅出某些气味剂中氘的存在。具体来说,实验人员发现,普通的麝香分子与含有氘的麝香分子闻起来不同。希腊亚历山大·弗莱明生物医学科学研究中心的共同作者卢卡·图林表示,这一发现代表了振动理论的胜利。

其他人不同意。纽约州立大学奥尔巴尼分校的化学教授埃里克·布洛克指出,之前的研究表明,人类的鼻子无法闻到苯乙酮(对人类来说闻起来是甜的)中氘的存在。图林为这种失败提出了解释:氘代苯乙酮中的氘含量相对较少,因此可能产生的振动信号太弱,人类无法检测到。布洛克说图林不能两者兼得,因此争议仍在继续。

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