Back to chapter

19.4:

الشم

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Olfaction

Languages

Share

الشم،حاسة الشم الكيميائية،تبدأ حين تدخل الجزيئات المحمولة جواًفي التجويف الأنفي. في الجزء العلوي من التجويف تقع الظهارة الشمية،وكمية صغيرة من الخلايا العصبية والمستقبلات الحسية. حين تصل الروائح إلى هذه المنطقة،يحفّز جزيء واحد الآلاف من المستقبلات الحسية على الخلايا العصبية.لا يهم أي واحدة،لأن كل خلية عصبية لها نوع واحد فقط. لكن النوع نفسه من الجزيئات،يمكنه تحفيز خلايا عصبية مختلفة عديدة. حين يُحفز ما يكفي من المستقبلات الحسية،تولّد الخلايا العصبية جهد الفعل،وتنقل معلومات الرائحة إلى البصلة الشمة،والتي تقع مباشرة فوق التجويف الأنفي وتحت المخ.هنا،العصاب من الخلايا الشمية المتماثلة يلتقي في محطة تشبه الدائرة تُدعى كبيبة،حيث تقوم الخلايا المترالية بجمع المعلومات المتقاربة. تفاصيل أنواع المستقبلات وقوة التحفيز فريدة من نوعها لكل جزيء رائحة. هذا التنوع التوافقي يسمح لنا بالتمييز بين الملايين من الروائح المختلفة.تقوم الخلايا المترالية بتمرير المعلومات إلى القشرة الشمية. من هنا تنقسم إلى وجهتين،المهاد،حيث تتكامل مع المعلومات الحسية لخلق تصور للرائحة أو النكهة،وقرن آمون،حيث معلومات الرائحة مترابطة مع تكوين الذاكرة.

19.4:

الشم

تتحقق حاسة الشم من خلال أنشطة نظام الشم. يبدأ عندما تدخل رائحة محمولة جواً في تجويف الأنف وتصل إلى ظهارة الشم (OE). تكون ظهارة الشم محمية بطبقة رقيقة من المخاط ، والتي تخدم أيضاً غرض إذابة المركبات الأكثر تعقيداً إلى روائح كيميائية أبسط. يختلف حجم ظهارة الشم وكثافة الخلايا العصبية الحسية بين الأنواع البيولوجية ؛ في البشر ، تبلغ ظهارة الشم حوالي ٩-١٠ سنتيمتر مربع فقط.

تندمج المستقبلات الشمية في أهداب الخلايا العصبية الحسية الشمية. تعبر كل خلية عصبية عن نوع واحد فقط من المستقبلات الشمية. ومع ذلك ، فإن كل نوع من المستقبلات الشمية يتم ضبطه على نطاق واسع ويمكن أن يرتبط بعدة روائح مختلفة. على سبيل المثال ، إذا ارتبط المستقبل أ بالرائحة ١ و ٢ ، فقد يرتبط المستقبل ب بالرائحة ٢ و ٣ ، بينما يرتبط المستقبل ج بالرائحة ١ و ٣. وبالتالي ، فإن اكتشاف وتحديد الرائحة يعتمد على مجموعة المستقبلات الشمية التي تتعرف على الرائحة هذا يسمى التنوع الاندماجي.

الخلايا العصبية الحسية الشمية هي خلايا ثنائية القطب ذات محور عصبي طويل واحد يرسل معلومات عن حاسة الشم إلى البصلة الشمية (OB). البصلة الشمية هي جزء من الدماغ يتم فصله عن تجويف الأنف بواسطة الصفيحة المصفوية. بسبب هذا القرب المريح بين الأنف والدماغ ، تتم دراسة تطور تطبيقات أدوية الأنف على نطاق واسع ، خاصة في الحالات التي يُفضل فيها الوصول المباشر إلى الجهاز العصبي المركزي.

داخل البصلة الشمية ، تنتهي المحاور من الخلايا العصبية الحسية في منطقة متخصصة تسمى الكبيبة. ترسل الخلايا العصبية الحسية التي لها نفس نوع المستقبلات الشمية محاورها إلى واحدة أو اثنتين من نفس الكبيبات. نتيجة لذلك ، يمكن أن يكون هناك آلاف المحاور من الخلايا العصبية الحسية المتشابهة تتقارب داخل كُبيبة واحدة. يتم تمرير كل هذه المعلومات الحسية إلى ٢٠-٥٠ خلية تاجية ومعنقدة فقط لكل كبيبة ، لذلك هناك تقارب كبير في المعلومات. الخلايا حول الكبيبة والخلايا الحبيبية هي خلايا عصبية داخلية مثبطة تتوسط في الحديث المتبادل بين الخلايا التاجية/المعنقدة قبل إرسال المعلومات الشمية إلى القشرة.

من البصلة الشمية ، تقوم الخلايا التاجية/المعنقدة بإرسال المعلومات إلى القشرة الشمية. القشرة الشمية عبارة عن مجمع من عدة مناطق قشرية تعالج معلومات حاسة الشم. تؤثر منطقة حاسة الشم ، وهي اللوزة المخية ، على الاستجابات العاطفية للشم. تشارك القشرة الأمامية المدارية في تحديد الروائح وقيمة المكافأة للروائح والأذواق. القشرة الشمية الداخلية ، وهي منطقة قشرية شمية أخرى ، تنطلق إلى الحُصين ، المتورط في الذاكرة الشمية.

تتضمن القدرة على اكتشاف الروائح والتعرف عليها مناطق قشرية عالية المستوى. قد يكون هذا التكامل عالي المستوى مرتبطاً بضعف الأداء الشمي الذي لوحظ في العديد من الاضطرابات العصبية التنكسية ، مثل مرض باركنسون ومرض الزهايمر. القدرة المنخفضة على الشم _ نقص حاسة الشم _ هو أحد الأعراض المبكرة لكلا الاضطرابين.

Suggested Reading

Hayden, Sara, and Emma C. Teeling. “The Molecular Biology of Vertebrate Olfaction.” The Anatomical Record 297, no. 11 (2014): 2216–26. [Source]

Attems, Johannes, Lauren Walker, and Kurt A. Jellinger. “Olfaction and Aging: A Mini-Review.” Gerontology 61, no. 6 (2015): 485–90. [Source]