ژنتیک و ادراک بو

دو نفر کنار هم می ایستند و یک عطر را استشمام می کنند. یکی می گوید رایحه اش گرم و شیرین است. دیگری همان رایحه را تند و کمی ناخوشایند توصیف می کند. هر دو صادق اند. هیچ کدام اغراق نمی کنند.

علم امروز پاسخ روشنی برای این تفاوت دارد. بخشی از تجربه بویایی هر فرد، پیش از تولد و در ژن هایش نوشته شده است.

خانواده بزرگ ژن های گیرنده بویایی

گیرنده های بویایی بزرگ ترین خانواده ژن های کدکننده گیرنده های جفت شونده با پروتئین G در بدن انسان هستند. ژنوم انسان حدود هشتصد تا هشتصد و پنجاه ژن مرتبط با گیرنده بویایی دارد، اما تنها حدود چهارصد ژن از این مجموعه عملکردی هستند. بقیه در طول تکامل به شبه ژن تبدیل شده اند و دیگر پروتئین فعالی تولید نمی کنند.

هر نورون بویایی تنها یک آلل از یک ژن گیرنده بویایی را بیان می کند. همین ویژگی باعث می شود هر نورون نسبت به گروه خاصی از ساختارهای شیمیایی حساس باشد و مغز بتواند الگوهای فعالیت این نورون ها را به عنوان یک رایحه تفسیر کند.

رابطه مولکول و گیرنده یک به یک نیست

یکی از نکته های مهم علم بویایی این است که یک مولکول معطر معمولا چند گیرنده را با شدت های متفاوت فعال می کند، و هر گیرنده هم می تواند به طیفی از مولکول های مختلف پاسخ دهد.

به همین دلیل مغز یک کد ترکیبی را تفسیر می کند، نه سیگنال یک گیرنده منفرد. همین سازوکار اجازه می دهد با حدود چهارصد نوع گیرنده، میلیون ها الگوی بویایی متفاوت تشخیص داده شود.

هر فرد یک پالت گیرنده اختصاصی دارد

ژن های گیرنده بویایی از متغیرترین ژن های موجود در ژنوم انسان هستند. تغییرات کوچکی مثل تک نوکلئوتیدی، حذف یا اضافه شدن قطعات دی ان ای و حتی غیرفعال شدن کامل یک ژن می تواند عملکرد یک گیرنده را تغییر دهد.

نتیجه این است که دو انسان ممکن است یک مولکول را با شدت متفاوت حس کنند، آن را با کیفیت متفاوت توصیف کنند، یا اصلا قادر به تشخیص آن نباشند. به همین دلیل هر فرد رپرتوار گیرنده ای منحصر به خود را دارد.

وقتی بینی نسبت به یک بوی خاص کور می شود

پدیده ای به نام آنوسمی اختصاصی وجود دارد که در آن فرد فقط نسبت به یک یا چند مولکول خاص حساسیت بسیار کمی دارد یا اصلا آن را حس نمی کند، در حالی که بقیه سیستم بویایی اش کاملا طبیعی کار می کند. برای مثال برخی افراد بعضی مشک های سنتزی را تقریبا بی بو می دانند یا برخی ترکیبات چوبی را بسیار ضعیف حس می کنند.

این موضوع یکی از چالش های واقعی عطرسازان در ارزیابی فرمول هاست. شدت یک بو یک ویژگی کاملا فردی است و نمی توان آن را برای همه یکسان فرض کرد.

ژنتیک فقط تعیین نمی کند بویی حس می شود یا نه

تاثیر ژنتیک محدود به این نیست که فرد بویی را حس کند یا نکند. تحقیقات نشان داده اند تغییرات ژنتیکی می توانند روی چند ویژگی مختلف اثر بگذارند. آستانه تشخیص را بالا یا پایین می برند. شدت ادراک را تغییر می دهند. کیفیت ادراک یک بو را عوض می کنند. حتی خوشایند یا ناخوشایند بودن یک رایحه را شکل می دهند.

نتیجه این است که ممکن است دو نفر هر دو یک مولکول را استشمام کنند، اما یکی آن را شیرین و مطبوع بداند و دیگری همان مولکول را تند یا حتی شبیه ماده ای کاملا متفاوت توصیف کند.

نمونه ای که همه با آن آشنا هستند

یکی از شناخته شده ترین نمونه ها ژن OR6A2 است. برخی واریانت های این ژن با توانایی تشخیص آلدهیدهای موجود در گشنیز ارتباط دارند. افرادی که این ترکیبات را با شدت بیشتری درک می کنند، بیشتر احتمال دارد بوی گشنیز را صابونی توصیف کنند، در حالی که دیگران همان گیاه را خوشبو و تازه می دانند.

این نمونه نشان می دهد اختلاف سلیقه گاهی ریشه ژنتیکی دارد، نه فقط فرهنگی.

ژنتیک نقطه شروع است، نه پایان داستان

اگرچه ژنتیک مرحله نخست پردازش بو را شکل می دهد، ادراک نهایی در مغز ساخته می شود. پس از فعال شدن گیرنده ها، پیام ها وارد پیاز بویایی می شوند و از آن جا به آمیگدالا، هیپوکامپ و قشر اربیتوفرانتال (در مقاله مکانیسم بویایی چطوری کار می کنه بیشتر درباره این قضیه صحبت شده)می رسند، نواحی ای که در پردازش هیجان، حافظه و تصمیم گیری نقش دارند. در این مرحله تجربه های گذشته، فرهنگ، زبان، یادگیری و انتظار، معنای بو را شکل می دهند.

آیا عطرسازان ژن متفاوتی دارند

شواهد قانع کننده ای وجود ندارد که نشان دهد عطرسازان حرفه ای به طور کلی گیرنده های بویایی متفاوت یا ژن های ویژه ای دارند. تفاوت اصلی آن ها در پلاستیسیته عصبی و آموزش است.

تمرین مداوم باعث می شود مغز بتواند الگوهای بویایی را دقیق تر تشخیص دهد، حافظه بویایی غنی تری بسازد و ارتباط میان بو و مفاهیم را سریع تر برقرار کند. استعداد ژنتیکی می تواند یک مزیت اولیه باشد، اما آموزش و تجربه نقش تعیین کننده تری در تبدیل شدن به یک عطرساز حرفه ای دارند.

آینده ای که ژنتیک و عطر را به هم نزدیک می کند

یکی از حوزه های جذاب پژوهش امروز، توسعه عطرسازی شخصی سازی شده است. با کاهش هزینه توالی یابی ژنوم، این احتمال مطرح شده که در آینده بتوان بخشی از پروفایل ژنتیکی گیرنده های بویایی افراد را بررسی کرد و بر اساس آن رایحه هایی طراحی کرد که با ویژگی های ادراکی همان فرد هماهنگ تر باشد. این ایده هنوز در مراحل اولیه پژوهش است، اما نشان می دهد آینده عطرسازی می تواند به سمت ترکیب ژنتیک، هوش مصنوعی و علوم اعصاب حرکت کند.

این یعنی چه برای انتخاب عطر شما

وقتی می فهمید تجربه شما از یک رایحه با تجربه دوستتان از همان رایحه می تواند واقعا متفاوت باشد، نظر دیگران درباره یک عطر را جور دیگری می شنوید. یک عطر که برای یک نفر بیش از حد تند به نظر می رسد، ممکن است برای فرد دیگر کاملا متعادل باشد. این تفاوت ایراد کسی نیست، بخشی از زیست شناسی بویایی است.

در ریحانو همین درک از تفاوت فردی ادراک بو یکی از دلایلی است که توصیه می شود پیش از خرید، عطر را حتما روی پوست خودتان امتحان کنید، نه فقط بر اساس توضیح یا نظر دیگران.

در نهایت

بو ویژگی ثابت یک مولکول نیست، نتیجه تعامل میان ساختار شیمیایی، ژنتیک و پردازش عصبی است. هر انسان با مجموعه ای منحصر به فرد از گیرنده های بویایی متولد می شود و همین تفاوت ژنتیکی تعیین می کند کدام مولکول ها بهتر تشخیص داده شوند، شدت آن ها چگونه درک شود و حتی کدام رایحه خوشایند یا ناخوشایند به نظر برسد. سپس مغز با تکیه بر حافظه، فرهنگ و تجربه، این اطلاعات را به چیزی تبدیل می کند که آن را بو می نامیم. به همین دلیل هیچ دو انسانی جهان را دقیقا با یک رایحه تجربه نمی کنند.