Det tar mindre än en tiondel av en sekund-en bråkdel av den tid som man tidigare trodde-för luktsinnet att skilja mellan en lukt och en annan, nya experiment på möss visar.

I en studie som ska publiceras i tidskriften Naturkommunikation online 14 november, forskare vid NYU School of Medicine fann att luktämnen - kemiska partiklar som utlöser luktsinne - bara behöver nå några signalproteiner på insidan av näsan för att mössen ska kunna identifiera en välkänd arom. Lika viktigt, forskare säger att de också fann att djurens förmåga att skilja lukt från varandra var densamma oavsett hur stark doften var (oavsett koncentration av luktämnen).

"Vår studie lägger grunden för en ny teori om hur däggdjur, inklusive människor, lukt:en som är mer strömlinjeformad än man tidigare trott, "säger senior studieutredare och neurobiolog Dmitry Rinberg, Doktorsexamen. Hans team planerar ytterligare djurförsök för att leta efter mönster för hjärncellsaktivering kopplat till luktdetektering och tolkning som också kan gälla människor.

"Ungefär som mänskliga hjärnor behöver bara några musiknoter för att namnge en viss låt när ett minne av det har bildats, våra fynd visar att en mus luktsinne bara behöver några få nervsignaler för att bestämma vilken typ av doft, säger Rinberg, docent vid NYU Langone Health och dess Neuroscience Institute.

När ett luktämne initialt lägger sig i sitt luktreceptorprotein på en nervcell i näsan, cellen skickar en signal till den del av hjärnan som tilldelar lukten, identifiera lukten, säger Rinberg.

Viktigt bland hans teams senaste fynd var att möss känner igen en doft direkt efter aktivering av de första lukthjärnreceptorerna, och vanligtvis inom de första 100 millisekunderna efter inandning av luktmedel.

Tidigare djurforskning hade visat att det tar så lång tid som 600 millisekunder för nästan alla lukthjärnreceptorer som är involverade i deras luktsinne att bli fullt aktiverade, säger Rinberg. Dock, tidigare experiment på möss, som andas in genom näsan snabbare än människor och har en snabbare luktsinne, visade att antalet aktiverade receptorer i deras hjärnor toppar efter ungefär 300 millisekunder.

Tidigare vetenskapliga undersökningar hade också visat att högkoncentrerade dofter aktiverade fler receptorer. Men Rinberg säger att fram till hans teams senaste experiment, forskare hade ännu inte beskrivit koncentrationens roll i luktidentifieringsprocessen.

För den nya studien, möss tränades att slicka ett sugrör för att få en vattenbelöning baserat på om de luktade apelsin- eller tallliknande dofter.

Med hjälp av ljusaktiverade fibrer insatta i musens näsa, forskare kan slå på enskilda hjärnreceptorer eller grupper av receptorer som är involverade i luktsäkerhet för att kontrollera och spåra hur många receptorer som var tillgängliga att lukta när som helst. Den optiska tekniken utvecklades vid NYU Langone.

Teamet testade sedan hur bra mössen presterade på vattenbelöningar när de utmanades av olika koncentrationer av varje lukt, och med fler eller färre receptorer tillgängliga för aktivering. Tidig aktivering av för många receptorer, fann forskarna, försämrad luktidentifiering, öka antalet fel som tränade möss gör för att få sin belöning.

Forskare fann att tidiga avbrott i avkänning av lukt, mindre än 50 millisekunder från inandning, minskade luktidentifieringspoäng nästan till slumpen. Däremot, belöningspoäng förbättrades kraftigt när luktsinne avbröts när som helst efter 50 millisekunder, men dessa vinster sjönk efter 100 millisekunder.