Обоняние. Вкус

Определения и обозначения

Обонятельный анализатор — система, которая воспринимает запахи и помогает их распознавать. В него входят обонятельные рецепторы, проводящие нервные пути и участки мозга, обрабатывающие сигналы. Рецепторы улавливают воздействие вещества, а мозг соотносит сигнал с определённым запахом. Благодаря работе всей системы человек различает запахи и получает сведения о свойствах окружающей среды.

Обонятельные рецепторы — чувствительные клетки, расположенные в верхней части полости носа. Они реагируют на пахучие вещества, попавшие на слизистую оболочку. Рецептор превращает воздействие вещества в нервный сигнал, который далее направляется в мозг. Это необходимо, чтобы запах не просто воздействовал на нос, а был воспринят и распознан.

Вкусовой анализатор — система, воспринимающая вкусовые свойства веществ и обеспечивающая их распознавание. Его основные части — рецепторные клетки, нервные пути и участки мозга, обрабатывающие поступившие сигналы. Рецепторы обнаруживают свойства растворённых веществ, а мозг формирует ощущение вкуса. Эта система помогает оценивать пищу и участвует в выборе продуктов.

Вкусовые почки — скопления чувствительных клеток, расположенные преимущественно в сосочках языка. Вещества пищи воздействуют на рецепторные клетки почек после растворения в слюне. Возбуждение этих клеток становится началом нервного сигнала. Почки нужны для того, чтобы воспринимать химические свойства пищи и передавать информацию о них в нервную систему.

Как это устроено

Пахучие вещества попадают в полость носа с вдыхаемым воздухом и растворяются в слизи, покрывающей обонятельную область. Это необходимо потому, что рецепторные клетки реагируют на молекулы, которые соприкасаются с их чувствительной поверхностью. Если молекулы не растворились, они хуже достигают рецепторов и слабее воздействуют на них. Поэтому летучие вещества, чьи молекулы легко оказываются в воздухе, обычно можно заметить по запаху.

Когда растворённые пахучие молекулы воздействуют на рецепторы, клетки возбуждаются и формируют нервные импульсы. Импульсы идут по обонятельным нервам к мозговым центрам, где информация обрабатывается и сопоставляется с уже знакомыми запахами. Так возникает распознаваемое ощущение: мозг может отличить, например, запах пищи от запаха дыма. Само ощущение запаха появляется благодаря работе не одной клетки, а всей цепочки от рецептора до мозга.

Вкусовые вещества сначала растворяются в слюне, потому что только в растворённом виде они могут эффективно достигать чувствительных клеток. Затем молекулы взаимодействуют с рецепторными клетками вкусовых почек и возбуждают их. Возбуждение преобразуется в нервный сигнал, который передаётся по чувствительным нервным путям. Если пища сухая и плохо смешивается со слюной, её вкус может ощущаться слабее.

Сигналы от вкусовых рецепторов поступают в мозг, где обрабатываются и превращаются в осознанные вкусовые ощущения. К основным вкусам относят сладкий, солёный, кислый и горький; также выделяют вкус умами, связанный, например, с некоторыми белковыми веществами. Неверно считать, что каждый вкус воспринимается только отдельной строго ограниченной зоной языка: рецепторы разных видов распределены по его поверхности. Некоторые участки могут быть чувствительнее к отдельным воздействиям, но это не означает, что остальные вкусы там не воспринимаются.

Обоняние и вкус вместе помогают оценивать пищу, потому что запах дополняет сигналы от вкусовых рецепторов. Мозг объединяет эти сведения, и аромат делает восприятие пищи более полным. При насморке молекулам запаха труднее попасть к обонятельным рецепторам, поэтому вклад обоняния уменьшается. В результате еда часто кажется менее вкусной, хотя язык продолжает воспринимать её основные вкусовые свойства.

Сравнение обоняния и вкуса

Сравнивайте системы по одной строке: так легче увидеть, чем отличаются раздражители и расположение рецепторов. При этом путь сигнала в обоих случаях начинается с возбуждения чувствительных клеток и заканчивается обработкой информации в мозге. Таблица также показывает, почему слизь важна для обоняния, а слюна — для вкуса.

Разбор задач

Почему запах вещества легче почувствовать, если его летучие молекулы попадают в полость носа?

Нужно связать попадание молекул в нос с работой рецепторов. Само присутствие вещества рядом с человеком ещё не означает, что его запах будет воспринят. Рассмотрим, как молекулы проходят путь до чувствительной клетки.

1. Летучие молекулы переходят в воздух и вместе с ним попадают в полость носа. Если они не достигают обонятельной области, соответствующие рецепторы не получают достаточного воздействия.
2. На слизистой молекулы растворяются и соприкасаются с чувствительной поверхностью обонятельных рецепторов. Контакт растворённых молекул вызывает возбуждение рецепторных клеток.
3. Клетки формируют нервные импульсы, которые направляются в мозг. Мозг обрабатывает сигнал, и человек узнаёт запах.

Ответ: летучие молекулы легче почувствовать, когда они попадают в полость носа и растворяются в слизи, поскольку тогда могут возбудить обонятельные рецепторы.

Почему во время насморка пища кажется менее вкусной?

В условии изменена работа носа, но пища по-прежнему соприкасается с языком. Значит, следует проверить, как обоняние дополняет собственно вкусовые ощущения. Для ответа проследим, какие сведения получает мозг во время еды.

1. Растворённые в слюне вещества воздействуют на вкусовые клетки. Они продолжают передавать сигналы о сладком, солёном, кислом, горьком и других вкусовых свойствах.
2. Одновременно запах пищи обычно достигает обонятельных рецепторов и добавляет сведения о её аромате. При насморке этот путь затруднён, поэтому сигналов о запахе становится меньше.
3. Мозг объединяет вкусовую и обонятельную информацию. Когда вклад запаха снижается, общее впечатление от пищи становится менее полным.

Ответ: при насморке обоняние хуже дополняет вкус, поэтому пища кажется менее выразительной, хотя вкусовые рецепторы продолжают работать.

Как проходит сигнал от вкусового рецептора до ощущения?

Проследим путь вещества, растворённого в слюне, и сигнала, который возникает при его воздействии. Важно не пропустить промежуточные звенья между пищей и мозгом. Последовательно назовём место контакта, превращение воздействия и результат обработки.

1. Вещество растворяется в слюне и достигает вкусовой почки. Там оно воздействует на чувствительную рецепторную клетку и вызывает её возбуждение.
2. Возбуждённая клетка запускает нервный сигнал. Он передаётся по чувствительным нервным путям от рецепторной области к мозгу.
3. Мозг принимает и обрабатывает поступившую информацию. На основе сигнала возникает осознанное вкусовое ощущение, например сладкое или кислое.

Ответ: растворённое вещество воздействует на клетку вкусовой почки, возбуждение превращается в нервный сигнал, по нервным путям достигает мозга и там распознаётся как вкус.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что запах воспринимают рецепторы языка. Так думают, потому что запах и вкус часто ощущаются одновременно во время еды. Проверьте себя: обонятельные рецепторы находятся в верхней части полости носа, а вкусовые — в составе вкусовых почек.

Ошибка: полагать, что сухого контакта вещества с рецептором достаточно. Такое представление упускает, как молекулы достигают чувствительной поверхности. Чтобы проверить ответ, спросите себя, в чём растворяется вещество: пахучее — в слизи, вкусовое — в слюне.

Ошибка: утверждать, что каждый вкус распознаётся только на строго определённом участке языка. Эту ошибку поддерживают упрощённые схемы, где зоны выглядят разделёнными. Проверьте себя: разные виды вкусовых рецепторов распределены по поверхности языка, и ни один основной вкус не закреплён исключительно за одной зоной.

Ошибка: смешивать ощущение вкуса с распознаванием пищевого запаха. Их связывает общий опыт еды, поэтому кажется, будто это одно чувство. Проверьте, какие рецепторы возбуждаются: вкусовые клетки реагируют на растворённые в слюне вещества, а обонятельные — на пахучие молекулы в носу.

Связь с другими темами

Чтобы понять работу обоняния и вкуса, нужно знать, что такое рецептор и как устроена нервная система: рецептор воспринимает раздражение, а нервный сигнал передаёт информацию мозгу. Такой общий принцип изучают и при разборе зрения, слуха и осязания, хотя их рецепторы устроены по-разному. Тема также связана с пищеварением и пищевым поведением: запах и вкус помогают оценивать пищу. Неприятный запах или вкус может служить сигналом, побуждающим избегать потенциально опасного вещества.

Что запомнить

• Обонятельные рецепторы находятся в верхней части полости носа.
• Пахучие вещества должны раствориться в слизи, чтобы воздействовать на обонятельные рецепторы.
• Вкусовые рецепторные клетки входят в состав вкусовых почек.
• Вкусовые вещества достигают рецепторов в растворённом виде — в слюне.
• Сигналы от обонятельных и вкусовых рецепторов поступают в мозг.
• Обоняние участвует в восприятии вкуса пищи.