Rivalita pravého a levého nosu

Většina našich smyslových orgánů je párová. Máme nejenom dvě oči a dvě uši, ale i pravou a levou část nosu a v nich dva čichové orgány. A jak to tak bývá, ne vždy je v páru dokonalá shoda, a tak i v případě našich smyslových orgánů může vzniknout vzájemná rivalita. Vysvětleme si tento zajímavý fenomén na příkladu zraku. Pokud je do každého oka promítán jiný podnět, nevnímáme složeninu těchto obrazů, jak bychom mohli očekávat, ale naopak jejich střídání. Tento zajímavý jev se označuje termínem binokulární rivalita. Podobně můžeme takové soupeření najít u sluchu, a konečně i pro vnímání čichové, jak dokazují ve své studii Wen Zhou a Denise Chen.

Párové smyslové orgány představují dvojice, do kterých nepřicházejí informace o okolním světě ve zcela identické podobě. Obraz na sítnici se u obou očí nepatrně liší, podobně se odlišuje zvuk přicházející do jednoho ucha od druhého. Binokulární vidění nám tak například umožňuje prostorové vidění. U sluchu či čichu pak párová rivalita smyslových orgánů souvisí se schopností lokalizovat zdroj zvuku nebo pachu. I pro čichové vnímání platí, že se čichový podnět v jedné nosní dírce odlišuje od té druhé. Navíc jsou nosní dírky asymetrické, co se týče proudění vzduchu. Po několika hodinách se vždy průchodnost jedné nosní dírky zvýší a druhé sníží. Většinu času se náš mozek s těmito drobnými odchylkami dobře vyrovnává a vytváří odpovídající, stálou reprezentaci vnějšího prostředí.

Soupeření v čichovém orgánu testovaly autorky studie pomocí několika experimentů fenyletanolem a n-butanolem, které se odlišují nejen chemickou strukturou, ale i specifickou vůní. První z nich je obvykle popisována jako vůně růže, druhá jako lihový fix. V prvním experimentu byly obě látky prezentovány současně. Do jedné nosní dírky byl aplikován fenyletanol, do druhé n-butanol. Testované osoby vnímaly střídání převážně růžové a převážně lihové vůně, přičemž u některých lidí docházelo k daleko častějším a prudším změnám než u ostatních. Posouzení podobnosti hodnocení v průběhu 20 testování, které vykazovalo normální rozdělení, dokazuje, že pozorované fluktuace nemohou být pouze důsledkem náhodných chyb. Naopak podporují teorii párové rivality pro čichové vnímání s charakteristickým přeskakováním ve vnímání.

Párové soutěžení smyslových orgánů také souvisí se smyslovou adaptací (někdy též habituací). Tím se v zásadě má na mysli fenomén, kdy jsou jedinci vystavení určitému podnětu a postupně si na něj navyknou a již ho nevnímají. Asi znáte situaci, kdy vstoupíte do vydýchané místnosti a ti, co jsou uvnitř, nevykazují známky znepokojení, zatímco vám přijde tamější odér nesnesitelný. Součástí popisované studie tak byl i druhý experiment, kdy byla nejprve jedna nosní dírka adaptována po dobu dvou minut na vůni růže, a pak byla tatáž vůně aplikována do této nosní dírky a zároveň lihová vůně do druhé dírky. V takovém případě osoby vypovídaly, že cítí lihovou vůni. Stejných výsledků bylo dosaženo, i když byl k čichové adaptaci použit n-butanol. Otevřenou otázkou však zůstávalo, zda dochází k adaptaci na úrovni centrálního, nebo periferního nervového systému. Jinak řečeno, zda přispívá k adaptaci činnost mozkové kůry, nebo periferní receptorové neurony. S cílem odpovědět na tuto otázku se autorky zajímaly o vliv adaptace na vnímanou intenzitu pachu. V této části studie byla testovaným osobám po dobu dvou minut aplikována daná vůně do jedné nosní dírky, a poté hodnotily intenzitu stejné, nebo odlišné látky aplikované do jedné, nebo druhé nosní dírky. Jak se tedy projeví přivyknutí nějaké látce na hodnocení její intenzity? Jistě vás nepřekvapí, že látka, které byla osoba nejprve vystavena, byla následně hodnocena jako méně intenzivní než před adaptací. K mírnému poklesu vnímané intenzity ovšem dochází i v případě, že je jedna nosní dírka adaptována na určitou látku a následně testujeme stejnou látku aplikací do druhé nosní dírky. Z toho můžeme vyvodit, že adaptace či habituace probíhá jak na periferní úrovni, tak v mozkové kůře.

Ve čtvrtém a pátém experimentu pak autorky testovaly, jak se adaptace podílí na párové rivalitě. Tentokrát byla testovaným osobám do obou nosních dírek aplikována směs fenyletanolu a n-butanolu. Vnímání této situace bylo znovu popisováno jako střídání růžové a lihové vůně, což dokazuje, že adaptace v mozkové kůře tvoří podstatnou složku párové rivality čichového vnímání. Nesmíme však opomíjet ani složku adaptace na úrovni čichových receptorů, jak dokládá pátý experiment. Testované osoby byly instruovány, aby čichaly ke dvěma lahvím s fenyletanolem a nbutanolem. Pokud například na začátku cítily vůni růže, pokračovaly v čichání, dokud ji nepřestaly cítit. Následně byly lahve vyměněny nebo ponechány v původním stavu tak, aby o tom testované osoby nevěděly. Ukázalo se, že pokud byly lahve vyměněny, cítí většina lidí stále stejnou vůni, a naopak cítí druhou vůni, když lahve zůstaly v původním umístění. Přehozením lahví zřejmě dojde k uvolnění adaptace čichových receptorů na danou látku.

Studie vůbec poprvé ukazuje, že se párového soutěžení smyslových orgánů zúčastňuje i čichový orgán. Autorky experimentálně dokázaly, že pokud jsou do každé nosní dírky prezentovány dvě různé pachové látky, vnímáme jejich střídání. Navíc je s tímto jevem úzce spojeno přivyknutí na čichové podněty, které probíhá jak na periferní, tak na kortikální úrovni. Adaptovat se tedy  mohou nejen čichové receptory, ale i neurony v mozkové kůře. Výsledky této studie tak mohou být pro leckoho překvapením, protože v mnoha případech jsou různé vůně vnímány jako směs, která se může výrazně lišit od vůně látek, z nichž vznikla. Zjištění párové rivality u čichu nám také připomíná u člověka poněkud opomíjený fakt, že jednou z důležitých úloh čichu je orientace v prostoru. (Zhou and Chen, Current Biology 19, 1–5, 2009; doi: 10.1016/j.cub.2009.07.052)