Снова о волнах запаха

Почему электромагнитная теория запаха потерпела поражение? Потому что оказалось невозможным предсказать запах по спектру молекулы пахучего вещества.

Но разберемся, что такое запах? Само понятие предполагает еще и наличие носа — рецептора, приемника запахов.

Моя гипотеза основывается на реально существующем колебательном спектре молекулы вещества. Механизм ощущения запаха можно условно разбить на две части: механизм восприятия электромагнитного излучения и механизм непосредственного формирования запахового образа. Когда молекулы пахучего вещества проходят через обонятельный орган, их колебательный спектр воспринимается рецепторами. В результате часть обонятельных клеток эпителия возбуждается. На эпителии появляется мозаичная картинка из возбужденных и невозбужденных клеток — запаховый образ.

Электромагнитные спектры разных молекул не похожи друг на друга. Значит, и запаховые образы не одинаковы, и различить их не составит особого труда. Этим, собственно говоря, мы и занимаемся каждый день. Теперь остается ответить: какой участок колебательного спектра молекулы (он называется осмическим) отвечает за запах, то есть указать диапазон, в котором лежат осмические частоты. Для этого рассмотрим обонятельный рецептор, или, согласно моей гипотезе, узкополосное приемное устройство. Оно, как и всякое приемное устройство, имеет порог чувствительности. То есть, рецептор реагирует не на любую спектральную линию, на частоту которой настроен, а лишь на ту, чей энергетический уровень превысит порог его чувствительности. В этом, видимо, и заключается слабость классической электромагнитной теории запаха. Без учета чувствительности обонятельных рецепторов и энергетической мощности осмических частот обречены все попытки простым сопоставлением этих спектров предсказать запахи наперед заданных веществ.

Как известно, обонятельный рецептор состоит из палочкообразного отростка, пузырька и отходящих от него нитевидных отростков. Допустим, каждая из этих анатомических структур выполняет следующие функции. Нитевидные отростки — многовибраторная антенна типа «бегущая волна». Палочкообразный отросток — цилиндрический объемный резонатор. Обонятельный пузырек — сумматор мощности. В нем происходит сложение электромагнитных волн, поступающих от нитевидных «антенн».

Это не просто фантазии. Обонятельный пузырек, отросток и нити в инфракрасном и субмиллиметровом диапазоне волн, согласно представлениям электродинамики, можно рассматривать как диэлектрические. Электромагнитное излучение пахучей молекулы по нитевидным диэлектрическим волноводам поступает в обонятельный пузырек, складывается, пока не превысит порога чувствительности и не возбудит объемный резонатор (палочкообразный отросток). Электрическая составляющая резонансного электромагнитного поля действует на подвижные протоны в клеточной мембране. В результате на ее поверхности возникает направленный электрический ток. Он частично деполяризует мембрану, вызывая тот самый спайк- потенциал, которым сопровождается любое физиологическое возбуждение на клеточном уровне.

Значит, осмический диапазон колебательного спектра молекулы можно заранее определить. Для этого нужно вычислить резонансные частоты палочкообразных структур на основе их геометрических размеров. В первом приближении диапазон осмических частот — от 10 мкм до 40 мкм (инфракрасный). Остается только вычислить порог чувствительности, и тогда можно будет классифицировать спектры по запахам.

Научный сотрудник Севастопольского

приборостроительного института В. В. Уваров

(Химия и жизнь. 1989, № 5)