MAKING SENSE OF SCENT

HIỂU VỀ MÙI HƯƠNG

With every whiff you take as you walk by a bakery, a cloud of chemicals comes swirling up your nose. Identifying the smell as freshly baked bread is a complicated process. But, compared to the other senses, the sense of smell is often underappreciated.

Khi bạn đi ngang qua tiệm bánh, mỗi mùi hương thoảng qua chính là một đám khí hóa chất cuộn lên quanh mũi bạn. Việc xác định mùi hương như mùi của bánh mới ra lò là một quá trình phức tạp. Tuy nhiên, so với các loại giác quan khác thì khứu giác thường không được coi trọng.

In a survey of 7,000 young people around the world, about half of those between the age of 16 and 30 said that they would rather lose their sense of smell than give up access to technology like laptops or cell phones.

Trong một cuộc khảo sát với đối tượng là 7000 người trẻ trên thế giới, khoảng 50% số người trong độ tuổi từ 16 đến 30 đã nói rằng họ thà mất khứu giác còn hơn là từ bỏ việc tiếp xúc với các thiết bị công nghệ như máy tính xách tay hay điện thoại di động.

We're not that acutely aware of our use of olfaction in daily living. In fact, mammals have about a thousand genes that code for odor reception. And even though humans have far fewer active odor receptor genes, 5 percent of our DNA is devoted to olfaction, a fact that emphasizes how important our sense of smell is.

Chúng ta chưa có nhận thức sâu sắc về tầm quan trọng của khứu giác trong cuộc sống hàng ngày. Thực tế đã chứng minh rằng, các loài động vật có vú sở hữu khoảng một nghìn loại gen mã hóa tế bào thụ cảm khứu giác. Mặc dù con người có ít gen cảm thụ khứu giác hoạt động hơn nhiều nhưng 5% ADN của chúng ta là dành cho cơ quan này, bấy nhiêu đó đủ để thấy được khứu giác của con người chúng ta quan trọng đến thế nào.

Smell begins at the back of nose, where millions of sensory neurons lie in a strip of tissue called the olfactory epithelium. Molecules of odorants pass through the superior nasal concha of the nasal passages and come down on the epithelium. The tips of the epithelium cells contain proteins called receptors that bind odor molecules. The receptors are like locks and the keys to open these locks are the odor molecules that float past, explains Leslie Vosshall, a scientist who studies olfaction.

Nhà nghiên cứu về khứu giác Leslie Vosshal giải thích: Vùng ngửi bắt đầu từ sau mũi, nơi có hàng triệu nơron thụ cảm nằm trong một dải mô được gọi là biểu mô khứu giác. Các phân tử mùi xâm nhập qua xương xoăn mũi trên của hốc mũi và di chuyển xuống biểu mô. Các đầu mút của tế bào biểu mô chứa protein được gọi là thụ thể liên kết với các phân tử mùi. Những thụ thể này được so sánh giống như những ổ khóa, và chìa khóa để mở những ổ khóa này là vô số các phân tử mùi trôi qua nó.

People have about 450 different types of olfactory receptors. (For comparison, dogs have about two times as many.) Each receptor can be activated by many different odor molecules, and each odor molecule can activate several different types of receptors. However, the forces that bind receptors and odor molecules can vary greatly in strength, so that some interactions are better “fits” than others.

Con người có khoảng 450 loại thụ thể khứu giác (con số này bằng một nửa so với loài chó). Mỗi thụ thể có thể được kích hoạt bởi nhiều phân tử mùi khác nhau và mỗi phân tử mùi lại có khả năng kích hoạt được một số loại thụ thể. Tuy nhiên, sức mạnh của lực liên kết giữa thụ thể với các phân tử mùi có thể thay đổi rất nhiều để giúp một số tương tác này có thể “phù hợp” hơn với những tương tác khác.

The complexity of receptors and their interactions with odor molecules are what allow us to detect a wide variety of smells. And what we think of as a single smell is actually a combination of many odor molecules acting on a variety of receptors, creating an intricate neural code that we can identify as the scent of a rose or freshly-cut grass.

Sự phức tạp của các thụ thể và tương tác của chúng với phân tử mùi giúp ta cảm nhận được vô vàn loại mùi khác nhau. Mùi hương mà ta nghĩ là một loại mùi thực chất là tổng hợp của nhiều phân tử mùi tác động lên các thụ thể, tạo ra một mã nơ-ron phức tạp, giúp ta xác định được mùi hương đó, tỷ như hương thơm của hoa hồng hay mùi cỏ xanh mới cắt.

This neural code begins with the nose’s sensory neurons. Once an odor molecule binds to a receptor, it initiates an electrical signal that travels from the sensory neurons to the olfactory bulb, a structure at the base of the forebrain that relays the signal to other brain areas for additional processing.

Nguồn gốc của mã nơ ron này xuất phát từ các nơ ron cảm giác (nơron hướng tâm) ở mũi. Khi một phân tử mùi kết hợp với một thụ thể, nó bắt đầu bằng một tín hiệu dẫn điện truyền từ các nơron cảm giác đến hành khứu giác, là một cơ quan ở đáy não trước, truyền tín hiệu đến những vùng khác của não nhằm tiếp tục xử lý quá trình phát sinh.

One of these areas is the piriform cortex, a collection of neurons located just behind the olfactory bulb that works to identify the smell. Smell information also goes to the thalamus, a structure that serves as a relay station for all of the sensory information coming into the brain. The thalamus transmits some of this smell information to the orbitofrontal cortex, where it can then be integrated with taste information. What we often attribute to the sense of taste is actually the result of this sensory integration.

Một trong những vùng đó là vỏ não piriform, là tập hợp các nơ ron nằm ở phía sau của hành khứu giác để phát hiện mùi hương. Thông tin về mùi được gửi tới đồi thị - đóng vai trò như một trạm dẫn truyền tất cả các thông tin của cảm giác đến não. Đồi thị truyền một số thông tin của mùi này đến vỏ não trước trán gần ổ mắt - nơi nó có thể được tích hợp với thông tin vị giác. Những thứ ta thường cho là mùi vị chính là kết quả của quá tình tích hợp cảm giác này.

"The olfactory system is critical when we're appreciating the foods and beverages we consume," says Monell Chemical Senses Center scientist Charles Wysocki. This coupling of smell and taste explains why foods seem lackluster with a head cold.

“Hệ thống khứu giác đặc biệt quan trọng khi chúng ta thưởng thức đồ ăn, thức uống”, nhà khoa học Charless Wysocki từ Trung tâm Giác quan Hóa học Monell cho biết. Sự liên kết giữa mùi hương và vị giác giải thích tại sao những ngày bị cảm cúm ta cũng sẽ thấy đồ ăn trở nên nhạt nhẽo hơn.

You’ve probably experienced that a scent can also conjure up emotions and even specific memories, like when a whiff of cologne at a department store reminds you of your favorite uncle who wears the same scent. This happens because the thalamus sends smell information to the hippocampus  and amygdala, key brain regions involved in learning and memory.

Có lẽ bạn đã từng trải nghiệm một mùi hương có sức mạnh khơi dậy xúc cảm trong bạn, thậm chí là những kỉ niệm đã hằn sâu trong tâm trí, tựa như mùi hương dịu nhẹ thoảng qua của nước hoa Cologne bán trong bách hóa sẽ khiến bạn gợi nhớ về mùi hương của người chú thân yêu. Sở dĩ điều đó có thể xảy ra bởi đồi thị làm nhiệm vụ gửi thông tin đến hồi hải mã và hạch hạnh nhân, là những vùng trọng tâm của não liên quan đến học tập và ghi nhớ.

Although scientists used to think that the human nose could identify about 10,000 different smells, Vosshall and her colleagues have recently shown that people can identify far more scents. Starting with 128 different odor molecules, they made random mixtures of 10, 20, and 30 odor molecules, so many that the smell produced was unrecognizable to participants. The researchers then presented people with three vials, two of which contained identical mixtures while the third contained a different concoction, and asked them to pick out the smell that didn’t belong.

Mặc dù các nhà khoa học đã từng cho rằng mũi của con người có thể cảm nhận được khoảng 10,000 các loại mùi khác nhau, tuy nhiên Vosshall và đồng nghiệp của bà mới đây đã chỉ ra rằng con người có thể xác định được số lượng mùi hương lớn hơn nhiều con số này. Họ đã tiến hành nghiên cứu đầu tiên với 128 các phân tử mùi khác nhau, họ tạo ra hỗn hợp ngẫu nhiên từ 10, 20, 30 phân tử mùi, nhiều đến nỗi mà những người tham gia nghiên cứu không thể nhận biết mùi được tạo ra.  Sau đó, các nhà nghiên cứu đưa cho mỗi người 3 lọ, trong đó có 2 lọ là hỗn hợp giống hệt nhau và lọ thứ 3 chứa một loại hỗn hợp khác và được yêu cầu chọn ra lọ chứa mùi không  giống các mùi còn lại.

Predictably, the more overlap there was between two types of mixtures, the harder they were to tell apart. After calculating how many of the mixtures the majority of people could tell apart, the researchers were able to predict how people would fare if presented with every possible mixture that could be created from the 128 different odor molecules. They used this data to estimate that the average person can detect at least one trillion different smells, a far cry from the previous estimate of 10,000.

Đúng như dự đoán, hai loại hỗn hợp càng có thành phần phân tử mùi giống nhau, con người càng khó phân biệt. Sau khi đã tính toán về số lượng hỗn hợp mà phần lớn mọi người đều có thể phân biệt, các nhà nghiên cứu có thể dự đoán cách mà những người này thành công trong việc xác định được hỗn hợp mùi hương tạo ra từ 128 phân tử mùi. Họ dùng dữ liệu này và ước tính được rằng một người trung bình có thể cảm nhận được ít nhất một nghàn tỷ các loại mùi hương khác nhau, vượt xa con số 10,000 được ước tính trước đây.

This number is probably an underestimation of the true number of smells we can detect, said Vosshall, because there are far more than 128 different types of odor molecules in the world. And our olfaction is quite powerful comparing to other mammals. For example, marine animals can detect only water-soluble odorants.

Bà Vosshall nhận định, con số có thể chưa ước tính được hết số lượng mùi hương thực tế con người có thể cảm nhận được bởi trên thế giới có hơn 128 loại phân tử mùi khác nhau và khứu giác của chúng ta được cho là khá mạnh so với các loài động vật có vú khác, đặc biệt là khi so sánh với các loài sinh vật biển chỉ có thể ngửi được những mùi hương tan được trong nước.

No longer should humans be considered poor smellers. “It’s time to give our sense of smell the recognition it deserves,” said Vosshall.

Con người giờ đây không thể bị coi là sinh vật có khứu giác kém nhạy bén nữa, “đã đến lúc ta công nhận xứng đáng sức mạnh của khứu giác con người”, Vosshall nói.