「量子嗅覚」理論が注目を集める

嗅覚は感覚知覚のかなり中心的役割を果たしています。味覚は嗅覚に大きく依存しており、進化の過程での生存メカニズムとして、嗅覚はこれまでも、そして今も強力なツールです。しかし、嗅覚がどのように機能するかについては、わかっていないことがたくさんあります。少なくとも、わかっていることにもかかわらず、正確にはわからないことがたくさんあります。そして、嗅覚を実際に支配している量子効果に関する物議を醸す理論を裏付ける新しい研究が、嗅覚の科学をめぐる新たな議論を巻き起こしています。

嗅覚は、吸い込んだ空気中の分子の形状から生じると広く考えられています。幅広い科学的支持を得ているこの概念によれば、特定の分子形状に調整された鼻の受容体が分子を感知して識別し、その結果として嗅覚が生じるというものです。しかし、支持ははるかに少ないものの、消えることのない別の競合する考え方があります。この理論は、量子物理学のトンネル効果と呼ばれる効果が実際に発生しており、鼻の受容体は分子の形状ではなく、分子の独特の振動によって分子を識別しているというものです。

しかし、形状理論が現時点では最も有力な考え方である一方で、PLOS ONE に発表された新しいレポートでは、二重盲検テストにおいて、人間は形状が同じで振動が異なる 2 つの分子を区別できることが示されており、量子嗅覚理論に新たな信憑性を与えています。

実験は、水素をそのより重い同族である重水素に置き換えた分子で行われた。したがって、分子の形状は同じままだが、振動が異なっていた。以前に行われた同様の実験では、人間は水素分子と重水素化された分子を区別できないことが示唆されていたが、量子嗅覚理論の支持者は、その結果は量子感覚の欠陥ではなく、単に人間の感受性に起因する可能性があると考えた（以前の実験では、より小さく敏感なショウジョウバエの受容体は、異なる分子振動を持つ同一形状の分子を区別できることが示されていた）。つまり、分子は小さすぎて量も少なすぎて、どちらにしても嗅覚で認識できないのである。

この新しい研究を信じるなら、彼らは何かに気付いているのかもしれない。この研究で、実験者は効果を増幅するために、より多くの水素と重水素の結合を持つはるかに大きな分子セットを使用した。つまり、分子は形状は同じだが、量子振動がより顕著になり、受容体がそれらを拾い上げて識別しやすくなるのだ。そして、量子振動のシグネチャが異なれば、人間は実際にこれらの分子の違いを感知できることが判明した。

つまり、新しい研究が示していることを信じ、結果に影響を与える別の要因がまだ存在しないとすれば、の話だ。奇妙な量子効果は、少なくとも理論的には、これまでにも確認可能な方法で生物学に影響を与えることが示されてきた。たとえば、量子もつれにより、鳥は航行目的で地球の磁場を「見る」ことができると示唆されている。しかし、これを明確に説明するのは難しく、反証するのも同様に難しい。これが嗅覚科学の問題だ。多くの研究者は、量子嗅覚理論はでたらめな科学だと考えている。しかし、彼らはそれを十分に説明できないようだ。

BBC