Запах формирует наше восприятие мира каждый день, помогая обнаруживать опасности, обогащать вкусы и вызывать воспоминания — но, несмотря на всю его важность, ученые блуждали с завязанными глазами, пытаясь понять, как он на самом деле работает. До сих пор.

В новом исследовании на мышах Сандип (Роберт) Датта, профессор нейробиологии Гарвардской медицинской школы, и его коллеги создали первую подробную карту, показывающую, как более тысячи типов обонятельных рецепторов расположены внутри носа. Спойлер: они не просто разбросаны там, как конфетти.

«Обоняние — суперзагадочно», — признался Датта, что является вежливым способом сказать, что оно было странным кузеном чувств — зрение, слух и осязание имеют аккуратные карты, а обоняние дулось в углу. Исследователи обнаружили, что нейроны, несущие эти рецепторы, образуют горизонтальные полосы, или ленты, идущие от верхней части носа к нижней, сгруппированные по типу рецептора. «Наши результаты вносят порядок в систему, которая ранее считалась лишенной порядка», — сказал Датта.

Команда проанализировала около 5,5 миллионов нейронов у более чем 300 мышей, объединив секвенирование отдельных клеток с пространственной транскриптомикой, чтобы определить, где живет каждый нейрон. «Теперь это, пожалуй, самая секвенированная нервная ткань за всю историю», — отметил Датта, доказывая, что у мышей клеточный GPS лучше, чем у большинства людей. Карта также согласуется с соответствующими картами в обонятельной луковице мозга, предлагая новое понимание того, как информация о запахе путешествует от носа к нейронным цепям.

У мышей около 20 миллионов обонятельных нейронов, каждый из которых экспрессирует один из более чем тысячи типов рецепторов — по сравнению с цветовым зрением человека, которое обходится всего тремя основными типами рецепторов. Обоняние, другими словами, перевыполняет план. Исследователи идентифицировали ретиноевую кислоту, молекулу, регулирующую активность генов, как ключевой фактор, направляющий это точное расположение. Градиент ретиноевой кислоты помогает каждому нейрону активировать правильный рецептор в зависимости от его положения; когда уровни изменялись, вся карта рецепторов смещалась вверх или вниз. «Мы показываем, что развитие может совершить этот подвиг организации тысячи различных обонятельных рецепторов в невероятно точную карту», — сказал Датта.

Отдельное исследование под руководством Кэтрин Дюлак из Гарвардского университета, опубликованное в том же номере Cell, дало согласующиеся результаты — потому что наука любит хорошее подтверждение.

Помимо удовлетворения базового любопытства, это открытие может помочь в лечении потери обоняния, для которого в настоящее время существует мало эффективных методов лечения, несмотря на влияние на безопасность, питание и психическое здоровье. «Без понимания этой карты мы обречены на провал в разработке новых методов лечения», — предупредил Датта. Команда сейчас работает над пониманием того, почему полосы рецепторов появляются в определенном порядке и существует ли такая же организация у людей, что потенциально может направлять терапию стволовыми клетками или интерфейсы мозг-компьютер для восстановления обоняния.

Так что в следующий раз, когда вы понюхаете розу и почувствуете волну ностальгии, помните: в вашем носу происходит высокоорганизованная полосатая вечеринка, и у науки наконец-то есть список гостей.