Powonienie

Zmysł węchu uzyskuje się poprzez działanie układu węchowego. Rozpoczyna się, gdy unoszący się w powietrzu środek zapachowy przedostaje się do jamy nosowej i dociera do nabłonka węchowego (OE). OE jest chronione przez cienką warstwę śluzu, która służy również do rozpuszczania bardziej złożonych związków w prostsze chemiczne środki zapachowe. Rozmiar OE i gęstość neuronów czuciowych różnią się w zależności od gatunku; u ludzi OE wynosi tylko około 9-10 cm².

Receptory węchowe są osadzone w rzęskach neuronów czuciowych węchu. Każdy neuron wyraża tylko jeden typ receptora węchowego. Jednakże każdy typ receptora węchowego jest szeroko dostrojony i może wiązać się z wieloma różnymi substancjami zapachowymi. Na przykład, jeśli receptor A wiąże się z substancjami zapachowymi 1 i 2, receptor B może wiązać się z substancjami zapachowymi 2 i 3, podczas gdy receptor C wiąże się z substancjami zapachowymi 1 i 3. Zatem wykrycie i identyfikacja zapachu zależy od kombinacji receptorów węchowych, które rozpoznać zapach; nazywa się to różnorodnością kombinatoryczną.

Neurony czuciowe węchu to komórki dwubiegunowe z pojedynczym długim aksonem, który wysyła informacje węchowe do opuszki węchowej (OB). OB jest częścią mózgu oddzieloną od jamy nosowej blaszką sitową. Ze względu na dogodną bliskość nosa i mózgu szeroko bada się rozwój zastosowań leków donosowych, szczególnie w przypadkach, gdy preferowany jest bezpośredni dostęp do centralnego układu nerwowego.

W obrębie OB aksony neuronów czuciowych kończą się w wyspecjalizowanym obszarze zwanym kłębuszkiem. Neurony czuciowe z tym samym typem receptorów węchowych wysyłają swoje aksony do tego samego jednego lub dwóch kłębuszków. W rezultacie tysiące aksonów z podobnych neuronów czuciowych zbiegają się w obrębie jednego kłębuszka. Cała ta informacja sensoryczna jest przekazywana jedynie do 20–50 komórek mitralnych i czubkowatych na kłębuszki, zatem występuje duża zbieżność informacji. Komórki okołokłębuszkowe i ziarniste to interneurony hamujące, które pośredniczą w komunikacji między komórkami mitralnymi/czubkowatymi, zanim informacja węchowa zostanie wysłana do kory mózgowej.

Z OB komórki mitralne/czubkowe przesyłają informacje do kory węchowej. Kora węchowa to zespół kilku obszarów korowych przetwarzających informacje węchowe. Jeden obszar węchowy, korowe ciało migdałowate, wpływa na reakcje emocjonalne na zapach. Kora oczodołowo-czołowa bierze udział w identyfikacji zapachów i nagradzaniu zapachów i smaków. Kora śródwęchowa, kolejny obszar kory węchowej, rzutuje na hipokamp, który bierze udział w pamięci węchowej.

Zdolność wykrywania i identyfikowania zapachów obejmuje obszary korowe wyższego rzędu. Taka integracja na wysokim poziomie może być powiązana z zaburzeniami funkcjonowania węchu obserwowanymi w wielu chorobach neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Parkinsona i Alzheimera. Zmniejszona zdolność węchu—hiposmia— jest wczesnym objawem obu zaburzeń.