كيفية شم الإنسان للروائح: جدل مستمر

أن تشم عطر زهرة أو تصلك رائحة القهوة الساخنة من بعد، يعود الفضل فيها إلى حاسة الشم . هذه الروائح تصلنا عبر الأنف من خلال ذرات طائرة في الهواء الذي نستنشقه. هذه الروائح تعبر قناتي الأنف موصلة رسالتها إلى الملايين من خلايا الاستشعار الموجودة في طريقها في أعماق المنخرين. و بإمكان خلايا الاستشعار هاته أن تميز ما بين عشرة آلاف رائحة مختلفة
بيد أن الأنف وحده ليس بمقدوره القيام بعملية الشم،فالدماغ أيضا يلعب دورا بالغ الأهمية في هذه العملية. فما أن تتعرف خلايا الاستشعار على رائحة ما، حتى يتم بعث رسالة عاجلة إلى الدماغ على شكل إشارات كهربية شبيهة بالبرقيات. حينها يقوم الدماغ بتحليلها و تخزينها و مقارنتها مع روائح شبيهة سابقة. فيُذكرنا الدماغ آنذاك بمتى و أين صادفنا هذه الرائحة في الماضي، و هكذا نتعرف على المحيط عن بعد و نتوقع ما سنلاقيه قبل أن نراه.
و من المعلوم أن القدرات الشمية تختلف من حيوان لآخر، فالكلب مثلا معروف بمقدرته الكبيرة على الشم، و هو أمر يعود ببساطة إلى عدد خلايا الاستشعار التي يتوفر عليها، فالكلاب تملك 200 مليون من هذه الخلايا الاستشعارية في حين لا يتوفر الإنسان منها إلا على 5 ملايين خلية، و هو فرق شاسع يفسر الاختلاف بين القدرتين.
هذا عن المسار الذي تأخذه الروائح كي تصل إلى أدمغتنا. لكن نقاشا من نوع آخر، حول الشكل الفيزيائي الذي تصل به الرائحة، أثار جدلا و لا يزال بين العلماء. فهناك اعتقاد سابق بأن حاسة الشم تعتمد فقط على أشكال الجزيئات التي نشمها في الهواء، بينما تلقى نظرية جديدة مفادها أن طريقة اهتزتز هذه الجزيئات هي التي تصنع الفرق بين الروائح و ليس الجزيئات في حد ذاتها.
فقد جرت اختبارات لجزيئين لهما نفس الشكل ولكنهما مختلفان، وقد نشرت نتيجة الاختبارات في تقرير في دورية (بلوس وان) التي أكدت أن الإنسان بإمكانه التمييز بين الجزيئين. لكن النظرية التي وضعها في البداية «لوكا تورين» من مركز فليمينغ لعلوم أبحاث الكيمياء الحيوية، مازالت محل نزاع ومثار خلاف.
واعطى تورين مثالا على الجزيئات التي تضم الكبريت وذرات الهيدروجين المترابطة من حيث أنها قد تأخذ أشكالا واسعة النطاق تفضي جميعا إلى إمكانية شم رائحة البيض الفاسد.
وقال تورين «إذا نظرنا من وجهة النظر التقليدية، فمن الصعب حقا تفسير ذلك لكننا إذا نظرنا من وجهة نظر النظرية البديلة القائلة بان اهتزاز الجزيء هو الذي يحدد الرائحة فان لغز الكبريت-الهيدروجين يصبح واضحا جليا».
ويمكن النظر الى الجزيئات على أنها مجموعة من الذرات ترتبط في زنبرك، لذا فإن الذرات يمكن ان تنتقل متعلقا بعضها بالآخر. ويمكن لطاقة التردد الصحيح ? الكمية ? ان تسبب شكلا «زنبركيا» للاهتزاز. وقال تورين في عام 1996 من خلال بحث نشرته دورية الأحاسيس الكيماوية ان هذه الاهتزازات تفسر حاسة الشم.
وأحد الطرق الرامية إلى اختبار الفكرة هي إعداد جزيئين لهما نفس الشكل، ولكن باهتزازات مختلفة، مع إجراء عمليات إحلال لهيدروجين الجزيئ يطلق عليها الديوتيريوم.
وتدحض «ليسلي فوسهول» من جامعة روكفيلر فكرة تورين بجزئ يطلق عليه اسيتوفينون و توأم ديوتيريوم.
وتشير ابحاث في دورية العلوم العصبية الطبيعية إلى ان المشاركين من البشر ليس بإمكانهم التمييز بين الاثنين، لذا فان الاهتزازات لا تلعب دورا في حاسة الشم لدينا.
لكن في عام 2011 نشر تورين وزملاؤه بحثا في منشورات الأكاديمية الوطنية للعلوم اظهر ان ذبابة الفاكهة يمكنها التمييز بين الأنواع الأثقل والأخف وزنا لنفس الجزئ.
ومازالت «فوسهول» تعتقد أن نظرية الاهتزاز هي نوع من الخيال، وقالت «أنا أفكر في نظرية الاهتزاز المتعلقة بحاسة الشم، وإجراء اختبارات على وحيد القرن ودراسة حاسة الشم لدى الخيول».
وقال «تيم جاكوب»و هو باحث في الشم لدى جامعة كارديف، ان العمل «داعم لكنه غير شامل». مُضيفا أن «هناك العديد من المشكلات في نظرية حاسة الشم، فالعديد من الأشياء لا يمكن تفسيرها لتأكيد فعالية نظرية الاهتزاز».
وعلى الرغم من أن العديد من العلماء تناولوا نظرية الاهتزاز التي تعود الى عام 1996، بجدية فمازال الجدل محتدما على نحو استثنائي.
عبد السلام العلمي
عن مواقع إلكترونية