ในบรรดาประสาททั้งห้า การรับ “กลิ่น” ผ่านจมูกน่าจะเป็นประสาทที่โดนละเลยมากที่สุด

เราใช้ตาและหูติดต่อสื่อสาร ทำงาน ท่องเที่ยว เสพความบันเทิงสารพัด

เราใช้ผิวหนังสัมผัส โอบกอด กะน้ำหนักการหยิบจับเคลื่อนไหว

พอว่ากันเรื่องของอร่อยเราก็มักคิดถึงรสชาติบนลิ้นมากกว่ากลิ่นตรงจมูก

แต่ประสาทรับ “กลิ่น” น่าสนใจกว่านั้นมากในมุมการทำงานของสมอง

กลิ่นขนมกรุบกรอบที่เคยกินตอนเด็ก กลิ่นผ้าแห้งหอมๆ ที่ตากแดดมาทั้งวัน กลิ่นชื้นของดินและละอองฝนในชนบท กลิ่นฉุนของยาฆ่าเชื้อในโรงพยาบาล ฯลฯ พวกเราทุกคนน่าจะเคยมีประสบการณ์ถูกกระชากกลับไปยังสถานที่ ห้วงเวลาและเหตุการณ์ในอดีตผ่านกลิ่นบางอย่างที่เคยได้สัมผัสเมื่อนานแสนนานมาแล้ว

อะไรทำให้กลิ่นเป็นไทม์แมชชีนที่ทรงพลังขนาดนี้? ครึ่งศตวรรษที่ผ่านมาหลายทีมวิจัยทั่วโลกพยายามหาคำตอบ

แม้ว่าเรื่องของกลิ่นกับความจำจะเป็นที่เล่าขานบอกต่อกันมายาวนานแต่งานวิจัยเชิงปริมาณที่ทำการทดลองควบคุมตัวแปรจริงจังเพิ่งเริ่มช่วงยุค 1970s

ทีมวิจัยของทริกก์ เอนเกน (Trygg Engen) จากมหาวิทยาลัยบราวน์ (Brown University) ทดสอบความสามารถในการจดจำและแยกแยะกลิ่นกว่าสี่สิบชนิดกับอาสาสมัครนักศึกษาและอาจารย์ร้อยกว่าคน

การทดสอบทันทีหลังได้ดมกลิ่นครั้งแรกปรากฏว่าอาสาสมัครจำกลิ่นผิดๆ ถูกๆ เสียเยอะ

แต่ว่ากลิ่นที่จำได้ถูกก็จำต่อไปอีกนานไม่ต่ำกว่าสามเดือน แม้จะมีกลิ่นคล้ายๆ มากวนก็ยังจำได้ดี

ความสามารถในการจำกลิ่นไม่เกี่ยวกับว่าอาสาสมัครรู้จักกลิ่นนั้นๆ มาก่อนหรือไม่ และไม่เกี่ยวกับว่าอาสาสมัครถูกหรือไม่ถูกสั่งให้จำกลิ่น

งานวิจัยชิ้นนี้สร้างความตื่นตัวในวงการวิจัยกลิ่นและการรับรู้จดจำของสมองซึ่งก่อนหน้านี้ถูกละเลยไปเทียบกับงานวิจัยประสาทสัมผัสอื่นๆ มีงานวิจัยอีกหลายชิ้นตามมาทั้งในมนุษย์และสัตว์ทดลอง

การศึกษาเปรียบเทียบความทรงจำผ่านกลิ่นกับผ่านทางอื่นอย่างเสียง ภาพและการสัมผัสพบว่าตัวเนื้อหาความทรงจำผ่านกลิ่นไม่ได้แม่นยำไปกว่าทางอื่นๆ

แต่ความทรงจำผ่านกลิ่นเก็บส่วนอารมณ์ความรู้สึกได้ดีกว่า มิติของอารมณ์นี้มักทำให้เรารู้สึกว่าความทรงจำที่ผ่านกลิ่นสมจริงมากกว่าที่ผ่านประสาทอื่น

ความพิเศษของการสัมผัสรับรู้และจดจำกลิ่นฝังรากลึกในวิวัฒนาการตั้งแต่ระดับยีน เซลล์ ถึงกายวิภาคสมอง

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีระบบเซ็นเซอร์ตรวจจับสารเคมีต่างๆ ในสิ่งแวดล้อม เซ็นเซอร์เคมีพวกนี้วิวัฒนาการมายาวนานตั้งแต่สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวหลายพันล้านปีก่อน กลายมาเป็นเซ็นเซอร์รับกลิ่นที่ของสารเคมีที่ละลายอยู่ในน้ำอย่างที่พบได้ในปลา และสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ

ส่วนพวกที่ขึ้นบกถาวรอย่างสัตว์เลื้อยคลาน นก และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเซ็นเซอร์พวกนี้วิวัฒนาการต่อมาเป็นเวอร์ชั่นใหม่ไว้รับกลิ่นสารเคมีที่ระเหยในอากาศ

ปี 1991 ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย (Columbia University) นำโดยลินดา บั๊ก (Linda Buck) และริชาร์ด เอ็กเซล์ (Richard Axel) รายงานการค้นพบยีนผลิตเซ็นเซอร์รับกลิ่นถึงพันกว่ายีนในหนู คิดเป็นเกือบ 5% ของจำนวนยีนทั้งหมดในจีโนมหนู

ยีนรับกลิ่นถือว่าเป็นยีนตระกูลใหญ่ที่สุดที่เรารู้จักในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

งานวิจัยหลังจากนั้นพบว่าในสัตว์บกชนิดอื่นๆ มีจำนวนยีนนี้ต่างกันออกไปตั้งแต่เกือบร้อยจนถึงเกินพัน

มนุษย์เรามียีนพวกนี้อยู่สี่ร้อยกว่ายีน สุนัขมีแปดร้อยกว่ายีน ขณะที่ช้างมีราวๆ สองพันยีน

นอกจากยีนที่ใช้การได้แล้วสัตว์ทุกชนิดก็ยังมีซากยีน (pseudogene) ที่เสื่อมไปแล้วหลงเหลืออยู่ไม่น้อย

อย่างในมนุษย์มีซากยีนพวกนี้อยู่เกือบสองเท่าของยีนดี ด้วยจำนวนและการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องบอกเราว่าวิวัฒนาการให้ความสำคัญอย่างยิ่งยวดกับยีนรับกลิ่นพวกนี้

ทีมของลินดาและริชาร์ดยังค้นพบต่อว่าเซลล์รับกลิ่นในโพรงจมูก (olfactory receptor cell) แต่ละเซลล์จะเลือกแสดงออกยีนเซ็นเซอร์แค่ยีนเดียวเท่านั้น นั่นแปลว่าในสัตว์อย่างมนุษย์ที่มียีนเซ็นเซอร์สี่ร้อยกว่ายีนก็จะมีเซลล์รับกลิ่นอยู่ถึงสี่ร้อยกว่าแบบ ขณะที่ลิ้นเรามีเซลล์รับรสห้าแบบ ตามีเซลล์รับแสงสี่แบบ ผิวหนังมีเซลล์รับสัมผัสไม่ถึงสิบแบบ ส่วนหูชั้นในมีเซลล์รับเสียงหลักๆ แค่แบบเดียวเท่านั้น

ลินดาและริชาร์ดได้รางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาและการแพทย์ในปี 2004

บนพื้นที่รับกลิ่นขนาดประมาณ 2.5 ตารางเซนติเมตรในโพรงจมูกมนุษย์มีเซลล์รับกลิ่นรวมราวๆ 50 ล้านเซลล์

เซลล์ที่มีเซ็นเซอร์แบบเดียวกัน 10-100 เซลล์รวมกันส่งสัญญาณต่อไปยังเซลล์ประสาทไมทรัล (Mitral Cell) ส่งตรงเข้าสู่สมองส่วนที่รับรู้กลิ่น (piriform cortex), ส่วนเกี่ยวข้องกับอารมณ์ (amygdala) และส่วนสร้างความระยะยาวกับความทรงจำเกี่ยวกับตำแหน่งสถานที่ (hippocampus)

ในบรรดาประสาทสัมผัสทั้งห้ามีเพียงสัมผัสกลิ่นเท่านั้นที่ส่งสัญญาณตรงแบบนี้แทนที่จะผ่านศูนย์กระจายสัญญาณ (thalamus) เสียก่อน

โครงสร้างทางกายวิภาคนี้ให้สิทธิพิเศษกับสัมผัสกลิ่นในการเชื่อมต่อกับอารมณ์ ความทรงจำ และสถานที่

ซันดีฟ โรเบิร์ต แดตตา (Sandeep Robert Datta) นักประสาทวิทยาจากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด (Harvard University) และหนึ่งในศิษย์เก่าของริชาร์ดค้นพบจากการทดลองในหนูว่าเซลล์รับกลิ่นแต่ละเซลล์ลดระดับการแสดงออกของยีนที่ส่งสัญญาณตอบสนองต่อกลิ่นหลังจากที่เซลล์นั้นถูกกระตุ้นมาซักระยะ

กลไกนี้ช่วยให้กรองสัญญาณประสาทกลิ่นที่เราสัมผัสมานานจนชินและเปิดโอกาสให้สัญญาณจากกลิ่นใหม่ๆ โดดเด่นขึ้นมา

งานวิจัยอีกชิ้นของซันดีฟค้นพบว่ากลิ่นจากโมเลกุลในหมวดหมู่เดียวกัน (เช่น กลิ่นส้มกับกลิ่นมะนาว) ส่งสัญญาณสู่สมองบริเวณใกล้เคียงกัน แต่บริเวณสมองที่ตอบสนองต่อกลิ่นนี้ไม่ได้ถูกกำหนดตายตัว การสัมผัสกับกลิ่นโมเลกุลกลิ่นที่ต่างกันโดยสิ้นเชิงพร้อมกันซ้ำๆ สามารถย้ายบริเวณกระตุ้นในสมองหนูทดลองให้มาอยู่ตำแหน่งเดียวกัน

ปรากฏการณ์นี้อาจจะอธิบายกรณีที่การผสมผสานกลิ่นเรียกความทรงจำเฉพาะกลับมา กลิ่นครีมกันแดดบวกกลิ่นทะเลชวนนึกถึงปิดเทอมฤดูร้อน กลิ่นสเปรย์ไล่แมลงบวกกลิ่นควันไฟชวนนึกถึงประสบการณ์เดินป่าออกค่าย ฯลฯ

เคอร์รี่ เรสส์เลอร์ (Kerry Ressler) นักจิตเวชศาสตร์จากฮาร์วาร์ดและหนึ่งในศิษย์เก่าของลินดาศึกษากลิ่นในมุมของความกลัวและวิตกกังวล งานวิจัยเลื่องชื่อของเรสส์เลอร์ตีพิมพ์ในปี 2013 รายงานการทดลองเชื่อมโยงกลิ่น จากอะซีโตฟีโนน (คล้ายๆ กลิ่นดอกเชอร์รี่หรืออัลมอนด์) กับความกลัวจากการถูกช็อตไฟฟ้าในหนู ประสบการณ์การถูกช็อตไฟฟ้าพร้อมกับได้รับกลิ่นซ้ำๆ ไม่เพียงทำให้หนูตอบสนองต่อกลิ่นนี้ในอนาคตด้วยความกลัวเท่านั้น แต่ประสบการณ์ดังกล่าวยังถูกส่งต่อไปถึงรุ่นลูกและหลานผ่านการเปลี่ยนแปลงเคมีบนสารพันธุกรรม (epigenetics)

การส่งถ่ายนี้ผ่านไปได้ทั้งทางฝั่งพ่อและฝั่งแม่ ผ่านไปได้แม้ลูกหนูเกิดจากการผสมเทียมไม่ได้เจอกับพ่อแม่โดยตรง

ทีมวิจัยพบร่อยรอยการเปลี่ยนแปลงหมู่เมธิลในบนดีเอ็นเอเซลล์สืบพันธุ์และลูกหนู พบการเพิ่มขึ้นของเซลล์และขนาดเซ็นเซอร์รับกลิ่นอะซิโตฟีโนนในหนูรุ่นลูกหลาน

ความเปลี่ยนแปลงนี้ไม่ได้ทำให้หนูรุ่นลูกหลานกลัวต่อกลิ่นอะซิโตฟีโนนโดยตรงแต่ทำให้พวกมันไวต่อการตอบสนองต่อกลิ่นนี้มากกว่าหนูชุดควบคุม

งานวิจัยต่อยอดอีกชิ้นในปี 2019 จากทีมของลูกศิษย์เคอร์รี่พบว่าเราสามารถ “ลบ” ประสบการณ์ความกลัวนี้ได้ด้วยการให้หนูได้รับกลิ่นเดิมนี้ซ้ำๆ โดยไม่ถูกช็อตไฟฟ้า

หนูรุ่นลูกจากหนูที่ถูกลบประสบการณ์ความกลัวนี้ไปแล้วมีแบบแผนของ epigenetics จำนวนเซลล์รับกลิ่น และพฤติกรรมการตอบสนองกลับมาใกล้เคียงปกติ

ความเข้าใจเรื่องกลิ่น อารมณ์และความทรงจำอาจจะนำไปสู่การประยุกต์ใช้อีกหลายด้าน

หลายๆ กลิ่นที่เราคุ้นเคยในชีวิตประจำวันอย่างกลิ่นน้ำยาล้างจาน ผงซักฟอก สบู่ แชมพู ฯลฯ ถูกออกแบบมาอย่างประณีตให้เรียกความรู้สึกและความจำที่เกี่ยวข้องกับประสบการณ์ด้านบวกของผลิตภัณฑ์อย่างความสะอาด ความผ่อนคลาย การดูแลเอาใจใส่ ฯลฯ

กลิ่นที่สัมพันธ์กับประสบการณ์เลวร้ายในอดีตเหนี่ยวนำให้อาการ PTSD กำเริบ การบำบัดด้วยกลิ่นที่เหมาะสมอาจจะช่วยดึงผู้ป่วยเหล่านี้กลับสู่เวลาปัจจุบัน

ความเสื่อมถอยของประสาทรับกลิ่นอาจจะใช้เป็นสัญญาณเตือนเบื้องต้นของโรคความจำเสื่อมและอัลไซเมอร์

ในทางกลับกันเราก็อาจจะใช้กลิ่นเป็นเครื่องมือช่วยย้ำเตือนความจำระหว่างการเรียนรู้ หรือกู้คืนประสบการณ์ครั้งเก่าก่อน

เทคโนโลยีครึ่งศตวรรษที่ผ่านมาตั้งแต่คอมพิวเตอร์ อินเตอร์เน็ต สมาร์ตโฟน ไปจนถึงวีอาร์และเมตาเวิร์สแทบจะผูกขาดการรับรู้ของมนุษย์ทั้งหมดไว้กับประสาทตาและหู

เทคโนโลยีการใช้ประโยชน์จากประสาทรับกลิ่นที่ส่งตรงถึงอารมณ์และความทรงจำในส่วนลึกที่สุดของสมองอาจช่วยเติมเต็มมิติของชีวิตที่เราละเลยไปนาน

ลองสูดหายใจลึกๆ แล้วคิดถึงกลิ่นต่างๆ ที่อยู่รอบตัวตอนนี้ คุณกำลังหลุดไปอยู่ในช่วงเวลาไหน?

การรับรู้ที่ลึกที่สุดอาจจะไม่ใช่สิ่งที่ตามองเห็น ไม่ใช้สิ่งที่หูได้ยิน หรือที่มือสัมผัสได้

แต่คือกลิ่นจางๆ ตรงปลายจมูกเรานั่นเอง

 

สะดวก ฉับไว คุ้มค่า สมัครสมาชิกนิตยสารมติชนสุดสัปดาห์ได้ที่นี่https://t.co/KYFMEpsHWj

— MatichonWeekly มติชนสุดสัปดาห์ (@matichonweekly) July 27, 2022