Группа под руководством греческого биофизика Луки Турина (Luca Turin) показала, что человек способен различать запахи некоторых «легких» и «тяжелых» изотопных вариантов пахучих веществ, что, по мнению авторов, говорит в пользу вибрационной (квантовой) модели распознавания запахов. Работа опубликована в журнале PLoS ONE, а ее краткое содержание можно прочитать на сайте BBC News.
В ходе исследования ученые демонстрировали добровольцам несколько вариантов циклопентадеканона — пахучего циклического вещества C15H28(=O), имеющего большое количество связей между углеродом и водородом. Часть «легких» водородов в одном из вариантов молекулы была заменена на дейтерий — тяжелый изотоп того же элемента. С точки зрения химических свойств, получившиеся варианты циклопентадеканона были идентичными, однако повышенная масса дейтерия в тяжелом веществе изменяла колебательные свойства связи углерод-водород.
В ходе двойного слепого тестирования (когда даже экспериментаторы не знают, какое вещество демонстрируют добровольцам) ученые установили, что человек способен различать «тяжелые» и «легкие» варианты пахучего вещества. Такую способность сложно объяснить в рамках самой распространенной на сегодняшний день теории обоняния, которая подразумевает зависимость запаха вещества прежде всего от формы молекулы, а не колебаний атомов, от ее «химии», а не «физики».
Альтернативную теорию обоняния, которая пытается объяснить взаимодействие пахучих веществ с рецепторам их колебательными свойствами, Лука Турин выдвинул в 1996 году. Большинство исследователей прохладно отнеслось к его идеям ввиду отсутствия подтверждающих экспериментальных данных. Согласно выводам его теории, химически идентичные вещества должны иметь разный запах, если состоят из разных изотопов, так как в изотопных вариантах иные энергии колебания связей.
Исследования, ранее проведенные на добровольцах с тяжелым и легким пахучим веществом ацетофеноном, противоречили теории Турина. В новой работе Турин подтвердил данные скептиков относительно ацетофенона, но зафиксировал способность различать варианты циклопентадеканона — вещества с большим количеством «мест посадки» для дейтерия. Нобелевский лауреат Ричард Аксель, которого BBC попросило прокомментировать новую работу, заявил, что не отвергает справедливость теории Турина, но считает полученные на добровольцах данные не прямыми и ничего не говорящими о молекулярном механизме обоняния.