Rogue theory of smell gets a boost http://www.nature.com/news/2006/061204/full/061204-10.html 『物理学家』测试一个关於鼻子如何运作的大胆的假说 Philip Ball Published online: 7 December 2006 doi:10.1038/news061204-10 一个关於我们如何嗅闻的可疑理论，其宣称我们对於气味的细微知觉是依靠 量子力学，被一群物理学家团队称赞。 经由 University College London（UCL）的研究者计算，显示我们经由感 知气味分子的振动（vibrations）而闻到气味的这个点子，就物理上来说， 具有意义 (1)。 不过要证明这个理论（1990 年年中由生物学家 Luca Turin (2) 所提出） 是正确的，仍有段距离。不过那已经让其他科学家对於这个点子更加严肃的 看待。 "那是一种大跃进，" Turin 说，他在维吉尼亚州开了一家属於自己的 Flexitral 香水公司。他表示，自他发表理论之後，"它就被忽略了，而非 被批评。" 奇特味道 大部分的科学家假设定，我们的嗅觉是依赖鼻子当中的受器，来侦测进入分 子的形状，那会触发一个信号到达脑部。这种分子的 "锁与钥" 过程，被认 为广泛地遍布在人体的侦测系统当中：例如，这是某部份免疫系统如何辨识 入侵者，以及舌头如何分辨某些味道。 但是 Turin 争论道，嗅觉看起来与这幅图像不太吻合。那些看起来几乎一 样的分子，闻起来可以非常的不同 -- 例如：酒精（乙醇），闻起来就像烈 酒（spirits），而硫醇类（thiols），闻起来则像臭鸡蛋。但是，结构十 分不同的分子，闻起来却很相似。 很明显地，某些分子闻起来可以很不同 -- 对某些动物而言，不竟然是人类 -- 只因为它们包含不同的同位素（那些原子的化性相同，但质量 [中子数] 不同）。 Turin 对於这些臭味事实的解释，引发了下面这个主意：嗅觉受器蛋白当中 的嗅觉讯号并非由气味分子的形状，而是其振动所致，那能够激发电子在受 器的二个不同部份跳跃所致，这种量子力学的过程称为穿隧效应（ tunnelling）。这种电子移动可以开初始化送往脑部的嗅觉讯号。 这可以解释为何同位素闻起来不一样：当原子较重时，它们的振动频率会改 变。Turin 的机制，UCL 团队的 Marshall Stoneham 表示，比较像感应卡 片，而一把能够符合锁形状的钥匙。 由振动所支持的电子穿隧效应，毫无疑问会发生 -- 它已经在一个实验性质 的技术当中被使用，用来测试分子振动。"问题是，这有没有可能在鼻子发 生，" Stoneham 的同事 Andrew Horsfield 表示。 难以置信 Stoneham 表示，当初他听到 Turin 的点子时，那时 Turin 他自己也在 UCL，"我无法相信"。但是，他提到，"因为那是一个有趣的点子，我认为我 应证明它是否有用。我做了某些计算，然後开始觉得 Luca 可能是对的。" 现在 Stoneham 以及他的共事者已经更彻底的完成这项工作，该份论文很快 就要在 Physical Review Letters 上发表。 关键的议题在，处於适当位置的跳跃比率是否比没有的来得大。计算结果显 示应该如此 -- 这表示以这种方式进行气味识别，在理论上似乎可行。 但是 Horsfield 强调，这与 Turin 点子的证明有所不同。"到目前为止， 那看起来可能，但我们需要适当的实验证明。我们正在考虑哪一种实验可以 进行。" 在此同时，Turin 先行超越他的假说。"在 Flexitral 我们已基於它们算出 来的振动，设计专门的气味，" 他说。"我们在气味探索的成功率比其他对 手要大上 2 个数量级 (百倍) 。" 最後他把他的钱放在他鼻子所在之处（ 意指赚大钱）。 __________ References 1. Brookes J. C., et al. Preprint, http://www.arxiv.org/abs/physics/0611205 (2006). 2. Turin L., . Chem. Senses , 21 . 773 - 791 (2006). -- 我把内文 简单summary一下 嗅觉在生理学课本上仍是Key and Lock模型 也就是气味分子与对应受器结合後，则产生对应嗅觉 嗅觉的量子理论则是以两点反驳 1.分子结构相似的气味分子却有不同的味道 2.分子结构完全不同却可以有相同的味道 Turin提出的理论则从分子的振动频率出发，猜测开启受器的方式是由分子的振动模式促 发。 Turin原本的论文中指出硼烷有硫磺味的原因在於B-H键结与S-H键结有相似的振动频率 但是还是没有办法解释分子振动如何转成生物电讯号? Stoneham (2007)用电子穿隧效应解释之 受体受到某些频率的分子影响时就会发出电讯号 称为"声子穿隧" (这个我就不懂了XD -- 八卦是Turin提出这个理论受到很大很大的抨击 没有学术期刊愿意登他的论文，被迫离职 现在在开香水公司 -- 一些生物理论仍然在使用key and lock理论 包括 神经传导物质 病毒与抗体 等 标准的key and lock model 每一种神经传导物质有相应的受体 似乎是现代神经科学不可打破的教条 我举安非他命为例 这是科学人的图 http://sa.ylib.com/saeasylearn/images/amphetamine-A.jpg 如何解释甲基安非命多了一个ＣＨ３效果会更强? 除了预期快感外，毒品为什麽可以这麽快作用? (使用者似乎是一注入毒品就有反应 无视血液循环 希望有高手可以找到这些东西的分子振动频率XD -- --

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