Mirosul sau mirosul este direcția care permite analiza chimice volatile ( miros ) prezente în aer.
Olfacția este un sens vital pentru multe specii; este de exemplu util sau necesar pentru activități de cercetare a alimentelor (vânătoare, cercetare a plantelor gustoase etc.), evitarea prădătorilor , localizarea locului de cuibărit, așezare, reproducere, fătare etc., pentru recunoaștere și marcare teritoriului, pentru comunicarea între indivizi prin mesaje olfactive, pentru căutarea partenerilor sexuali și pentru polenizarea florilor etc.
Acest sens este folosit mai puțin la oameni decât la multe mamifere pentru care este preponderent, cu toate acestea, mirosul personal pare să joace încă unul sau mai multe roluri la om în ceea ce privește comunicarea non-verbală , la diferite vârste ale corpului uman. nuanțe în special în funcție de sex (bărbat / femeie), în funcție de vârstă sau în funcție de contexte socio-culturale.
Olfactique este știința miroase limba și rolul lor în comunicarea nonverbală.
Mirosul rechinului este cel mai dezvoltat dintre animale.
Aparatul olfactiv este mai mult sau mai puțin dezvoltat în funcție de familiile păsărilor. Cele bulbii olfactivi ale Petrel de zăpadă , în special, a Procellariidae familiei , ocupă o treime din masa creierului. Prin înregistrarea directă a răspunsului neuronal al bulbilor, precum și prin observarea răspunsurilor fiziologice ale indivizilor, se știe că vulturii , rațele , porumbeii și graunii percep diferite mirosuri și le disting.
Păsările pot folosi parfumuri pentru:
La unele specii , secrețiile din glanda uropigială au un miros recunoscut care diferă de la individ la individ, permițând recunoașterea individuală și, eventual, intervenind în atracția potențialilor colegi. Acesta este în special cazul anumitor rațe , multe petre , puffini și hoopoes .
Mirosul pisicii este cel mai dezvoltat dintre mamifere până în prezent.
AplicațiiCâinii au fost instruiți cu succes pentru a mirosi picături de mercur, de exemplu prinse în covor sau în crăpăturile podelei, instrumente contaminate, fântâni, canalizări ... Doi Labradori au contribuit astfel în Suedia la identificarea a 1,3 t de mercur colectat în cele 1.000 de școli care a participat la proiectul "Mercurius 98". În Statele Unite, un câine instruit a recuperat 2 t de mercur din școlile din Minnesota .
La om, individul este, în general, în măsură naturală să distingă propriul miros, cel al partenerului său de căsătorie și al unor rude ale sale și al altor persoane, dar această capacitate poate fi foarte degradată prin utilizare. Deodorant de parfumuri sau anumite practici de igienă personală . Creierului si a altor organe ( inima ) continuă să răspundă la anumite olfactiv stimuli in timpul somnului. În a treia zi, nou-născutul este capabil să reacționeze la mirosul mamei sale, la cel al laptelui matern (sau al laptelui artificial dacă a început să fie hrănit cu acest lapte devreme) sau să răspundă cu expresii faciale. (vanilină) sau miros neplăcut (acid butiric). Majoritatea studiilor care au comparat abilitățile olfactive ale bărbaților și femeilor au ajuns la concluzia că femeile sunt mai bune decât bărbații la detectarea mirosurilor, identificarea lor, discriminarea lor și amintirea lor. Imagistica funcțională și studiile electrofiziologice indică în aceeași direcție (când există diferențe de sex). Ciclul menstrual, sarcina, gonadectomia și terapia de substituție hormonală influențează olfacția feminină. Deși importanța feromonilor este dezbătută la om, pare să existe o relație complexă între hormonii de reproducere umană și funcția olfactivă.
Anumite mirosuri pot, de asemenea, ajuta la concentrarea asupra unei sarcini dificile; Astfel s-a demonstrat experimental că difuzia episodică a unui miros precum cea a mentei ar putea îmbunătăți rezultatele unui exercițiu dificil care implică o sarcină dublă complexă, dar nu a îmbunătățit rezultatele unui test. La multe animale, mirosul este mult mai important decât este pentru oameni. Astfel, coridoarele biologice (inclusiv cele acvatice) sunt pentru multe specii coridoare de mirosuri și mirosuri. De asemenea, sunt utilizate în principal noaptea sau în semi-întuneric dimineața și seara. Gust , care poate detecta substanțele chimice în soluție, este un apropiat sens cu cel al mirosului. Mai mult, nu există nicio distincție între gust și miros într-un mediu acvatic.
Olfacția este mai activă sau îmbunătățită în aerul umed, fierbinte (sau „greu”), deoarece umiditatea ridicată permite moleculelor de aerosoli mirositoare să se păstreze mai mult timp (de exemplu, parfumuri).
Olfacția este funcția senzorială care corespunde percepției substanțelor mirositoare. Este, în general, percepția conștientă, care poate fi solicitată pe cale directă (parfum) sau pe cale retro-nazală . Această funcție este realizată de mucoasa olfactivă care acoperă aproximativ 10% sau 2 cm 2 din suprafața totală a cavității nazale . Celulele glandulare, prezente în mucoasă și în submucoasă, secretă un mucus care acoperă epiteliul olfactiv, care asigură spălarea permanentă a mucoasei.
Această mucoasă olfactivă este alcătuită din neuroni olfactivi primari, mult mai sensibili decât gustul. Acești neuroni sunt neuroni bipolari specializați: prezintă cilii la capătul dendritelor care se scaldă în stratul de mucus care acoperă cavitatea nazală și care se termină în epiteliul olfactiv , un corp celular situat în prima treime a mucoasei și un axon comunicând cu becul olfactiv . Neuronii olfactivi, ca și neuronii gustului, și spre deosebire de alți neuroni , sunt reînnoite constant la fiecare una sau două luni. Contrar a ceea ce se întâmplă la rozătoare, celulele nervoase ale bulbului olfactiv uman nu se reînnoiesc sau foarte puțin (mai puțin de 1% în 100 de ani) ( neurogeneza adulților ).
Moleculele mirositoare ajung fie direct prin difuzie în mucus , fie sunt preluate de proteine de transport ( proteine care leagă mirosul sau OBP) care permit moleculelor hidrofobe - majoritatea - să pătrundă în mucusul care acoperă epiteliul, și astfel să " ajung la receptorii de membrană prezenți pe cilii neuronilor olfactivi. Se crede că aceste proteine de transport concentrează moleculele de miros pe receptorii membranei. Ca liganzi , moleculele parfumate se atașează de receptorii membranei cililor, ceea ce declanșează o cale de transducție pentru un stimul care implică proteine G olf (primul mesager), enzima adenilat ciclază și AMPc (al doilea mesager). Al doilea mesager determină deschiderea canalelor ionice Ca 2+ / Na + prezente pe membrana plasmatică a receptorului olfactiv, acești doi ioni intrând apoi în celulă. Incluziunile Ca 2+ determină deschiderea unui Cl - canal , ieșirea din acest ion determină o depolarizare a membranei , astfel încât receptorul olfactiv produce potențiale de acțiune . Aceste impulsuri merg direct către bulbul olfactiv, în regiunea prefrontală a creierului , unde aceste informații (și cea a gustului) sunt procesate de corp.
Fiecare tip de receptor olfactiv (sunt enumerate 400 de tipuri diferite de proteine ale receptorului olfactiv) pare să posede o sensibilitate specială, care se suprapune parțial, dar nu complet, pe cele ale altor celule. Aceasta înseamnă că o moleculă definită activează un set unic de receptori (fiecare dintre acești receptori răspunde cu o intensitate proprie). Axonii neuronilor olfactivi care poartă același receptor converg către aceeași structură sinaptică (glomerulus) situată în interiorul bulbului olfactiv. Această activare „geografică” este apoi reflectată de un anumit tipar spațial neural în cadrul bulbului olfactiv și interpretată ca un miros de către creier.
Milioanele de mirosuri detectabile de oameni sunt create fiecare de o substanță parfumată distinctă structural de celelalte. Pentru a fi mirositoare, substanța trebuie să aibă o greutate moleculară între anumite valori și să fie volatilă. Mecanismul este încă relativ slab înțeles, dar s-au făcut progrese considerabile în ultimii ani în ceea ce privește înțelegerea sa după descoperirea genelor (mai mult de 1000, sau 3% din genele umane) care codifică proteinele receptorilor pentru odoranți. Deoarece fiecare neuron olfactiv exprimă doar una sau câteva dintre aceste gene, sunt necesari mulți receptori olfactivi. Ființa umană este astfel capabilă să perceapă mii sau chiar miliarde de compuși mirositori grație unui sistem de codificare combinatorie bazat pe selectivitatea limitată a neuronilor receptorului olfactiv ( fr ) . Acești neuroni care exprimă aceeași genă a receptorului olfactiv transmit toate potențialele lor de acțiune în aceeași zonă mică a bulbului olfactiv. De când a existat Homo sapiens , 60% din genele sale olfactive s-au pierdut prin inactivarea genelor, dar are încă 350 până la 400 active în prezent.
Mirosul uman a fost considerat unul dintre cele mai puțin dezvoltate simțuri. In XIX - lea secol și în 1970, neuroanatomiști qualifiaient Human microsmate (slaba dezvoltare a zonelor creierului asociate cu olfacție) datorită sale mai puțin utile pentru supraviețuire ( sistemul olfactiv vestigial , indepartand nasul bipedalism substratului terestru) și opus la specii macrosmatice (rozătoare, canide). Literatura de specialitate a considerat că aceasta ar putea detecta 10.000 de mirosuri diferite , dar studiile efectuate de oamenii de știință de comportament precum Karl von Frisch în anii 1970 a arătat că omul posedă o discriminare calitativă a miroase bine și variat, având loc pe infinitezimal cantități. Un studiu din 2014 sugerează că poate percepe peste un trilion (1.000 de miliarde de s) de mirosuri. Astfel, olfacția rămâne de o mare importanță în determinarea conștientă sau inconștientă a comportamentului nostru. Există, în practică, două praguri de percepție. Cel mai slab corespunde detectării unui miros, dar pe care subiectul nu îl poate identifica. Al doilea prag corespunde identificării mirosului în cauză. Unele molecule, cum ar fi tiolii , sunt detectate la rate mult mai mici decât altele. Unele animale sunt capabile să detecteze molecule de un miliard de ori mai diluate decât pragul simțului mirosului nostru. În cele din urmă, există prezumția că anumite molecule (hormoni, feromoni ) sunt detectate de sistemul olfactiv, chiar dacă percepția lor nu se traduce prin miros „conștient”.
Percepția unui miros rezultă dintr-un stimul foarte rapid, aproape instantaneu, care cuprinde mai multe informații, printre care intensitatea și calitatea mirosului. În ceea ce privește intensitatea, simțul mirosului nostru se comportă ca noțiunea de cald și rece. Intensitatea semnalului este importantă la începutul percepției, apoi scade treptat odată cu adaptarea. Calitativ, simțul mirosului funcționează ca pentru noțiunea de gust. Putem recunoaște, aprecia și clasifica calitatea parfumului, pe baza răspunsurilor instinctive și culturale.
Deși urmează căi nervoase distincte, mirosul și gustul sunt strâns legate, iar o mare parte din ceea ce este atribuit gustului depinde de fapt de miros. Astfel, dacă organul olfactiv este congestionat din cauza unei răciri , senzațiile de gust sunt considerabil reduse.
Unele mecanisme de tip cheie (moleculă odorantă) - blocare (receptor) sunt cunoscute și acceptate, dar nu sunt pe deplin înțelese, la fel ca și în alte domenii care implică fenomene de recunoaștere a ligandului - proteine ; acestea nu sunt suficiente pentru a explica performanța și rapiditatea răspunsului olfactiv (de exemplu, mecanismul olfacției nu pare să modifice compoziția chimică a moleculei de parfum, iar fizica și chimia clasică nu explică bine ceea ce în cadrul unei componente de parfum activează de fapt receptorul ).
De cuantice efecte par să explice (cel puțin parțial) , eficiența și viteza de miros (așa cum apar ele , de asemenea , să joace un rol - cheie în procesul de enzimatice și magnétodétection ). Malcolm Dyson în 1938 și apoi Wright în 1977 au formulat pentru prima dată ipoteza că vibrațiile moleculare ale moleculei odorante sunt ceea ce este detectat de receptor (care ar putea transforma într-un anumit mod variațiile termice ale unui produs odoros în semnalul înțeles de creier ), dar această ipoteză a ridicat problema cunoașterii modului în care receptorul ar putea distinge o anumită fluctuație, în timp ce în celule și în orice organism viu totul fluctuează termic constant.
În 1996 , Luca Turin sugerează că receptorul nu detectează fluctuațiile termice, ci vibrațiile mecanice cuantice ale substanței mirositoare, un proces de acest tip fusese deja observat în 1968 ca mijloc de transducție a unei semnalizări de către Lambe și Jaklevik care a avut a demonstrat o „ tunelare electronică inelastică ” (IET) capabilă să codifice informații despre energia moleculară (vibrații cuantizate sau fononi ) în curentul rezultat (tunelarea inelastică corespunde unei tranziții care are loc fără pierderi de energie pentru electronul care traversează o barieră izolatoare (prin efectul tunel), în timp ce pierde energie în cazul tranziției elastice, un caz în mare măsură dominant). Un astfel de efect biologic este posibil în receptorii nasului; regula de aur Fermi este pentru un transfer de electroni, atunci odorant având doar slab interferează prezența; celula receptoare nu ar mirosi acest miros, dar într-un fel l-ar auzi (prin fononi, nu printr-un sistem de tip timpanic , ci printr-un sistem de interacțiuni care au loc la scara atomică, care se încadrează în sfera fizicii cuantice și / sau chimia cuantică . Ar fi suficient ca agentul de parfum să se perie de locul de legare al GPCR (barieră izolatoare), că se leagă acolo scurt printr-un sistem donator / acceptor de electroni, permițând transferul unui electron (cauzat de perturbarea efectul simplei prezențe a mirosului) .Dacă transferul de electroni este inelastic, este discriminatoriu și molecula mirositoare poate fi identificată prin excitația sa fononică . Acest model este compatibil cu recunoașterea moleculelor chirale prin olfacție.
Testarea acestei ipoteze este teoretic destul de ușoară, datorită faptului că o vibrație moleculară se schimbă cu substituții izotopice. Într-adevăr, izotopul are o dimensiune / masă care variază ușor, ceea ce implică o schimbare vibratorie (fără a modifica nicio altă proprietate fizică dacă izotopul nu este și radioactiv). Înlocuirea unui singur atom al mirosului odorizant cu unul dintre izotopii săi (atomul de oxigen sau hidrogen, de exemplu, înlocuit cu unul din izotopii lor) trebuie apoi să schimbe mirosul perceput de subiectul care inhalează mirosul ... o diferență care cu greu ar putea să fie explicate prin ipoteze non-cuantice).
Percepția umană asupra mirosurilor este totuși modulată de factori subiectivi și culturali care pot complica experimentarea. În plus, primele experimente au dat rezultate înclinate uneori într-o direcție, alteori în cealaltă:
La fel ca celelalte simțuri, mirosul poate fi sporit prin atenție. Intensitatea sa depinde și de ritmul circadian . S-a demonstrat astfel la șobolanii de laborator că performanța răspunsului neuronal la un miros variază în funcție de oră. Astfel, la șobolani, un miros considerat a fi neutru din punct de vedere biologic ( ulei de lemn de cedru sau ulei mineral ) este un stimul de miros mai bine perceput în perioada de noapte subiectivă prin simțul mirosului șobolanului decât în ziua subiectivă, la fel pentru un miros biologic. relevante ( de alarmă ) , cum ar fi cea a urina de vulpe roșie , una dintre principalele prădători potențiale ale șobolanului.
În anii 1960, cercetările efectuate de profesorul Lipsitt au demonstrat că există abilități de detectare a mirosurilor și de învățare la nou-născuți. Chiar și în uter , sistemul olfactiv fetal este unul dintre primele simțuri care se pune în funcțiune între 11 și 15 săptămâni.
Expunerea fătului la substanțe mirositoare transportate de lichidul amniotic îi conferă o primă experiență olfactivă care este probabil să-i influențeze preferințele după naștere.
La nivel anatomic, sistemul olfactiv este alcătuit din două structuri, sistemul olfactiv principal a cărui stimulare induce senzații de miros și sistemul trigeminal care induce senzații somatosenzoriale (tactil, termic, durere, umiditate). Există o a treia parte numită „ organul vomeronazal ” , care este așezată înapoi în deschiderea nărilor. La om, organul vomeronazal se află încă într-o stare rudimentară, deoarece nervul său aferent dispare din a 18- a săptămână a vieții embrionare. Nu pare a fi funcțional, dar implicația sa în detectarea feromonilor face obiectul multor dezbateri (Giorgi și colab., 2000; Foltan și Sedy, 2009; Mast și Samuelsen, 2009). La multe specii de vertebrate, acest organ senzorial este legat de percepția feromonilor pentru reproducerea sa sau de marcarea teritoriului său, de exemplu.
Tulburările mirosului se numesc disosmii .
Cantitativ Anosmie și hiposmiePierderea mirosului se numește anosmie , scăderea substanțială a acesteia se numește hiposmie . Este cel mai adesea cauzat de traume, anumite intoxicații ( otrăvire cronică cu plumb, de exemplu pentru vârstnici) sau un virus ( SARS-CoV-2 , responsabil pentru COVID-19 ) sau infecții slab tratate ( rinită acută , ...), dar poate fi, de asemenea, de origine genetică sau congenitală sau urmează administrarea anumitor medicamente .
Anosmia poate afecta toate mirosurile sau doar unele dintre ele (anosmiile specifice). Este adesea însoțită de ageusia (echivalentul său legat de gust), deși această scădere a gustului se observă la persoanele care își pierd simțul mirosului târziu. Uneori, pierderea mirosului este un semn că sinusurile sunt blocate, în special în boala polipozei nazale .
Anosmia este unul dintre semnele de avertizare ale bolilor neurodegenerative , precum boala Alzheimer sau boala Parkinson , sau alte probleme, altele decât pierderile senzoriale „normale” asociate îmbătrânirii. De asemenea, s-a observat, la șoarecii de laborator modificați pentru a produce în mod natural plăci de amiloid, reproducând astfel ceea ce se observă la om în cazul bolii Alzheimer, că prima parte afectată de degenerarea creierului este cea care este responsabilă de mirosul mouse-ul (situat între centrul creierului și bot). Primele simptome sunt o scădere rapidă și vizibilă a olfacției, detectată de la primele plăci, în jur de 3 luni (la șoareci modificați). Prin urmare, un test olfactiv ar putea fi una dintre alternativele la metodele mai scumpe (scaner etc.) de diagnostic precoce al bolii Alzheimer ”.
Pierderea mirosului are diverse efecte asupra persoanelor afectate: de multe ori induce o perioadă de depresie puternică , însoțită de diferite simptome, inclusiv o scădere a poftei de mâncare și a libidoului și, în special, a excitării sexuale. Atunci când este severă, acesta este asociat cu un risc crescut de accident domestic.
Un test eficient indiferent de vârsta și cultura pacientului și care nu implică abilități de memorie se bazează pe inhalarea de mirosuri foarte neplăcute: o persoană normală (în mod reflex) își blochează respirația de la debutul inhalării, în timp ce un inhalator cu deficit de miros mai mult timp înainte de a detecta mirosul sau de a nu-l detecta.
HiperosmieHyperosmia este o creștere a capacității de olfactivă, de exemplu, au capacitatea de a identifica ultima persoană lăsând un scaun cu mirosul lui. Găsim acest simptom la persoanele cu cefalee de migrenă sau insuficiență suprarenală cronică primară .
Calitativ CacosmiaTulburare de miros care determină pacienților să le placă sau să perceapă mirosurile care sunt urâte, putrezi sau considerate neplăcute. Cacosmia poate avea o origine fiziologică (rinită, sinuzită, tumoră) sau psihologică. Adesea confundat cu cacostomia care desemnează expirația mirosurilor neplăcute. Acestea provin din tulburări funcționale (ale gurii sau ale sistemului digestiv).
ParosmieParosmie este o denaturare a unui miros la un alt miros, în general neplăcut.
PhantosmiaPhantosmia (sau fantosmie) este un miros fantomă care are loc fără o sursă de miros este prezent. Poate fi plăcut sau neplăcut.
În Franța, operațiunile „nasului Cleopatrei” care solicită cetățenilor să-și noteze senzațiile olfactive la fereastră sau pe balcon o dată pe zi, au făcut posibilă urmărirea mai bună a drumului anumitor poluări din orașele industriale (de exemplu Calais ), prin cartografierea acestor date, încrucișate cu cele ale vremii.
Bioinspirație : Cercetătorii încearcă să se inspire din olfacția animalelor pentru a dezvolta un nas artificial .