Примерно 20% населения мира — более миллиарда человек — страдают от аносмии (полной потери обоняния) или гипосмии (частичной потери обоняния), которые могут быть вызваны инфекциями, травмами или приёмом медикаментов.
Процесс обонятельного восприятия (ольфакции) начинается тогда, когда летучие гидрофобные соединения из внешней среды — одоранты — при вдохе достигают обонятельного эпителия, расположенного в верхней части носовой полости. Эти молекулы связываются с обонятельными рецепторами, находящимися на эпителии.
Это связывание приводит к преобразованию химического сигнала в электрический импульс, который через обонятельную луковицу передаётся в мозг, где запах распознаётся. Соответственно, аносмия или гипосмия означают полное или частичное нарушение этого сенсорного пути.
В то время как для нарушений слуха и зрения существуют кохлеарные импланты или протезы, до недавнего времени технологий, способных восстановить обоняние, не существовало.
Однако учёные представили революционное устройство в статье, опубликованной в журнале Science Advances, которое дарит новую надежду. Это устройство определяет конкретные запахи и затем преобразует их в другой тип ощущения (например, вибрацию или лёгкое прикосновение), которое человек воспринимает через нос.
Программа сенсорной замены обоняния работает следующим образом:
Распознавание и кодирование запаха: устройство использует технологию «электронного носа» для обнаружения молекул, создающих запах, и переводит эту химическую информацию в определённый цифровой код.
Нервная стимуляция: цифровой код передаётся через интраназальный электрический стимулятор (небольшой магнитный клип), расположенный на носовой перегородке. Стимулятор активирует тройничный нерв при помощи электрических импульсов.
Восприятие ощущения: при активации тройничного нерва человек ощущает специфическое воздействие (прикосновение, температуру, раздражение).
В носовой полости существуют две сенсорные системы: обонятельная (для запахов) и тригеминальная (для осязания/температуры). Это устройство использует тройничный нерв для передачи информации, которую обонятельный нерв больше не может передать.
Пациенты фактически не ощущают запахи, но их мозг учится связывать уникальное ощущение с определённым запахом, что позволяет различать разные одораты.
Авторы исследования протестировали устройство в четырёх экспериментах на 65 людях (13 с нормальным обонянием и 52 с нарушением обоняния). Результаты показали, что все участники смогли обнаружить молекулы-одоранты, а большинство — различить два разных запаха. Важно, что устройство одинаково эффективно работало как у пациентов с аносмией, так и у здоровых людей, что подтверждает надёжность системы для передачи закодированных сигналов.
Хотя концепция находится на ранней стадии разработки, учёные планируют в будущем превратить лабораторный прототип в миниатюрное портативное устройство для повседневного использования.
