حاسة الشم
ولد جان باتيست جرونوي من دون رائحة ولكن مع شعور فوق بشري بحاسة الشم، وفي سعيه لفهم العالم وذاته حاول العثور على رائحة مثالية مؤدي بنفسه في نهاية الأمر للقتل، جان باتيست ليس حقيقي ولكنه شخصية من الكتاب الذي تحول إلى فلم “عطر” وهذه القصة تبين مدى عاطفية وقوة حاسة الشم.
ماهي الرائحة؟
كيف يمكن لأحد تعريف الرائحة؟ مع وجود قائمة من العطور المليئة بوصوفات كبلسميّ، دهنيّ، شهيّ او خشبيّ.
ولكن هذه الكلمات غير دقيقة. هل هناك طريقة لتقريب الرائحة علمياً وفقط كيف بأمكانك الشمّ تبين كيف أن بأستطاعتك تعريف رائحة يرجع جزئياً إلى اللغة، وفي العالم الناطق باللغة الانكليزية‘ اللغة لوصف الروائح ليست غنية حيث أن هناك مجموعة من الناس في ماليزيا لديهم مفردات جداً مفصلة لوصف الرائحة وأن بأمكانهم وصف الروائح بنفس الطريقة التي نَصِف بها الألوان وهم أفضل بكثير بتعيين الروائح ، كما يقول سيمون جان الباحث في مستشفى الأذن والأنف والحنجزة الملكية الوطنية.
وعلى سبيل المثال كانت لديهم كلمة معينة لوصف ”الرائحة الدامية التي تجذب النمور“.
يقول سايمون: ”وللنظر مزيد من الأهمية أيضاً. هناك عمل يبحث في تتبع أهمية الشم من خلال النظر في كيفية تراكم أخطاء كثيرة في جينوم الشم منذ قمنا بتطوير الرؤية ثلاثية الألوان ويمكنك أن ترى أن أجدادنا بدأوا بأهمال حاسة الشم عندما حصلو على رؤية ثلاثية الالوان، وقد تراكمت هذه الأخطاء في جينوم الشم أسرع بكثير مما لوكان هناك ضغط تطوري للمحافظة على الحاسة“.
الأنف عندما تشمّ جزيئات صغيرة تتكون من عشرات الذرات تنجرف خلال الهواء إلى الأنف، ترتحل خلال طبقة رقيقة من المُخاط ويتم الكشف عنها من خلال مجموعة متكونة من 400 من المراكز الحسية تتعلق في الأنف يتم التعبير عن هذه المستقبلات الشمية في الخلايا العصبية والتي لها ربط مباشر بالبصلة الشمية والتي بدورها ترتبط بجزء بدائي من الدماغ يرتبط بالعواطف والذاكرة مما يعطينا ذكريات قوية مرتبطة بالروائح،
ولكن معرفة الطريقة التي تعمل بها المراكز الحسية مازالت مشكلة غير محلولة في الفيزياء الحيوية.
تنص أحدى النظريات على أن حاسة الشم تعمل تحت طريقة القفل والمفتاح ”لديك جزيء ذو شكل معين يلائم مراكز حسية ذات شكل معين وهذاسيحفز المراكز الحسية“ يقول جيني بروكس وهو باحث مابعد الدكتوراه في جامعة لندن ان مثل هذه الاليات تحدث بشكل مؤكد وجيد في العمليات التي تشمل الانزيمات، وهناك بعض الاختلافات بين الشم والانزيمات وأضاف أنه لا يُمكن أن تكون متشابهة بسبب عدم وجود رد فعل كيميائي يحدث بالفعل مع عملية الشم. وعن طريق اثارة 400 من المراكز الحسية للشم دماغنا يترجم تلك الإشارة على أنها رائحة ولكن طريقة القفل والمفتاح تتعلق بها الكثير من علامات الاستفهام حيث أن جزيئات متماثلة بالشكل والحجم تعطي رائحة مختلفة وأنها تفتقر لوسيلة معرفة أي الجزيئات سيعطي هذه الرائحة، يجب أن يكون هناك شيء مفقود.
بالاضافة ”للقفل والمفتاح“ نظرية تعتمد على طريقة اهتزاز أو تذبذب الجزيئات، ”تخيل الجزيء كالكرات على نابض والطريقة التي يهتز بها تعتمد على كتلة تلك الكرات“ وكذلك نحن في حاجة لبعض من ميكانيكا الكم، حيث يمكن للالكترونات العبور من حواجز لاينبغي ان تكون قادرة على عبورها.
حيث أنها تعتبر ظاهرة كمومية وهذه الخاصية الحدسية تنجم عن رياضيات معاملة الجزيئة كموجة يتم جمع الميزتين في نموذج يسمى ” swipecard” الذي يقترح أن الأنف يعمل بمثابة مطياف للالكترونات* أنت وأنا نمتلك تقريباً 100 -150 امبير من الالكترونات التي تتدفق من خلالنا.
يقول لوكا تورين وهو باحث في جامعة اولم في المانيا ”يمكنك تخيل أن حَرفّ بعضاً من جزيئات الامبير لتزويد مطياف بالقدرة لن يكون بذلك المقدار من الاهمية“.
تقول جيني أن ”ووفقاً للنظرية، داخل المراكز الحسية الكترونات تتدفق طوال الوقت، من المانح للمستقبل، عندما لايكون هنالك رائحة أو جزيئات هناك احتمال محدود أن الالكترون مازال يتدفق أنه مثل معدل تدفق خلفي للالكترون مع أن هذا الجزء مثير للجدل لأننا لا نعرف بالضبط من يمكن أن يكون مانح الالكترون أو المستقبل“.
وعندما يقع جزيئ الرائحة في المركز الحسي الاهتزازات تؤثر على المجرى الخلفي للالكترونات حيث تقدم مسار بديل للالكترونات لتتدفق من خلاله وهذا يشبه قليلاً قارب يحجب مجرى السيل حيث يتسبب بجعل المياه تسلك مسار آخر. الالكترونات أكثر احتمالاً أن تسلك المسار الجديد بحيث تكتشف المراكز الحسية هذه الزيادة في معدل الالكترونات التي تعبر خلال المسار الجديد وتحفز الاشارة للعقل.
تقول جيني ”الامر الرئيسي عن الاهتزازات هو عندما يكون للجزيء تردد معين يتطابق مع الطاقة الجوهرية (الكامنة) لتلك المراكز الحسية فأن ذالك سيفتح بوابة للالكترون، وتتدفق الالكترونات بشكل أكثر تفضيلية من قبل دخولها“.
وقد كانت هناك عدة اختبارات على هذه النظرية، احدى التجارب نشرت في عام 2013 حيث استُخدمت عملية لتبديل الهيدروجين مع الديوتيريوم (ذرة الهيدروجين مع نيوترون اضافي) في جزيئات الرائحة والنتيجة هي ان الجزيئات لم يتغيير شكلها ولكن الاهتزازات اختلفت كثيراً نظرا للكتلة الاضافية وتم ملاحظة هذا الاختلاف في الرائحة. في حين أن التجربة تُعد دليل للنظرية الاهتزازية لكنها لم تقبل على نطاق واسع. يقول لوكا ”اعتقد ان الحالة الراهنة هي ان الناس تخلوا عن الشكل، ولكن لم يتم تبني نظرية الاهتتزاز بشكل تام“.
الدليل الدامغ هو ان الالكترونات يتم نقلها ”يقول لوكا ولكنها مهمة صعبة الاثبات والعلماء الذين يدرسون الشم متخصصون تماماً، أن مجال الشم يتسم بالغرابة انه مثير للاهتمام فكريا لكن لاصله له بالموضوع طبياً ولا توجد امراض مثيرة للاهتمام في الشم وانه مجال صغيير للغاية“.
ويضيف قائلاً ”أظن أننا سنجد نظام مستقبلات اخر قريب للشم وهذا في الواقع يستخدم الالكترونات الجزيئية للعمل والشم سيكون مجرد فئى فرعية من ذالك النظام“. اذاً لو اتضح ان عملية الشم تستغل تدفق الالكترونات يمكنك أن تسمو بحقيقة كون انفك يستخدم الفيزياء المعقدة وهو في الواقع جهاز كمومي حساس للغاية.
مطياف الإلكترونات
في الفيزياء (بالإنجليزية: Electron spectrometer) هو جهاز يقيس الإلكترونات بحسب سرعتها وبالتالي يعين طاقة حركتها.
ويستخدم لهذا الغرض خاصية انحراف الجسيمات المشحون المتحركة عند تسليط مجال مغناطيسي عليها.
فعند تحرك إلكترون في خط مستقيم ثم يسلط عليه مجالا مغناطيسيا، نجد أن الإلكترون ينحرف عن مساره المستقيم ويتقدم في مسار منحني، ويكون مستوي مساره عموديا على خطوط المجال المغناطيسي المسلط عليه.
من فضلك اضغط الاعلان
جزاكم الله خيرا
👇👇👇
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق