تم إنشاء أنف صناعي لأولئك الذين فقدوا حاسة الشم.

اختبر العلماء جهازًا تجريبيًا يسمح للأشخاص الذين فقدوا حاسة الشم بشم روائح معينة مرة أخرى.

تم وصف التطور في المجلة تقدم العلوم. على عكس الطبيعة الأصلية، التي تستخدم المستقبلات الشمية، تستخدم هذه التقنية مسارًا عصبيًا أقل شهرة ينقل أحاسيس أخرى، مثل حرارة الوسابي أو برودة النعناع.

وقالت عالمة الأنف زارا باتيل من جامعة ستانفورد: “نهج مثير للاهتمام”. “هذا ليس استعادة لحاسة الشم، بل تفعيل نظام آخر.”

وأضافت أن الفوائد العملية للمنتج الجديد للأشخاص الذين يعانون من فقدان حاسة الشم لم يتم تقييمها بعد.

لدى البشر حوالي 400 مستقبلات شمية مختلفة، والتي تسمح للأنف باكتشاف مليارات الروائح. يمكن لفقدان حاسة الشم (فقدان حاسة الشم) بسبب إصابات الدماغ المؤلمة أو كوفيد-19 أن يسلب كل هذا الثراء.

تقول عالمة الأعصاب هالينا ستانلي من المركز الوطني الفرنسي للبحث العلمي (CNRS)، المؤلفة المشاركة في الدراسة، إن فقدان الشم المزمن يقلل بشكل كبير من نوعية الحياة ويزيد من خطر الاضطرابات العقلية.

وتقول: “إن الاعتقاد السائد بأن فقدان حاسة الشم ليس سيئًا مثل فقدان الحواس الأخرى، هو في رأيي خطأ جوهري”.

في عام 2018، تم اكتشاف أن الأقطاب الكهربائية الموضوعة في الجيوب الأنفية بالقرب من البصلة الشمية يمكن أن تخلق وهم الرائحة. التحفيز الكهربائي جعل الأشخاص يشمون، على سبيل المثال، رائحة البصل أو الفاكهة. ويعمل العلماء الآن على زراعة غرسات يمكن أن تحفز البصلة الشمية بشكل مباشر وانتقائي أكثر، على غرار زراعة القوقعة الصناعية، التي تستعيد السمع عن طريق تحفيز العصب السمعي. ومع ذلك، فإن هذه التكنولوجيا معقدة، وغزوية، وبعيدة كل البعد عن إدخالها في الممارسة السريرية.

كود مورس للروائح

يستخدم التطوير الجديد مسارًا بديلاً. يستقبل العصب ثلاثي التوائم إشارات من جميع أنحاء الوجه، بما في ذلك تجويف الأنف، حيث يساعد على استشعار درجة حرارة الهواء المستنشق ووجود المهيجات. (على سبيل المثال، نهاياته هي التي تتفاعل مع مكونات الطعام مثل الكابسيسين الموجود في الفلفل، مما يخلق إحساسًا بالحرقان أو البرودة أو البهارات).

“أردنا أن نحاول استخدام هذا النظام حتى يتمكن الأشخاص الذين فقدوا حاسة الشم من اكتشاف الروائح وتمييزها”، يوضح المدير العلمي للمركز الوطني للأبحاث العلمية، مصطفى بنصافي.

قامت الشركة الفرنسية Aryballe بتطوير جهاز استشعار كيميائي. إنه يشفر الروائح إلى نوع من شفرة مورس الأنفية. على سبيل المثال، رائحة الليلك هي نبضتان بفاصل 400 مللي ثانية، ورائحة التوت هي أربع نبضات بفاصل 100 مللي ثانية. يتم بعد ذلك نقل هذه الإشارات عبر أقطاب كهربائية متصلة بالجدار الداخلي للأنف.

في التجارب الأولى، ربط الباحثون تسعة أشخاص بالجهاز – خمسة لديهم حاسة شم عادية وأربعة لديهم حاسة شم ضعيفة – لمعرفة ما إذا كانوا سيشعرون بالتحفيز الكهربائي في أنوفهم. تعرض المشاركون في كلا المجموعتين للمحفزات، ووصفوها بأنها مزعجة إلى حد ما.

تم إحضار أعواد البخور إلى المستشعر. وتمكن بعض المشاركين من ملاحظة الفرق بين الروائح، رغم أنهم لم يتمكنوا من التعرف عليها. ولم يتمكن الآخرون من القيام بذلك أيضًا. ويأمل ستانلي أنه مع التدريب المناسب، قد يتمكن الناس من تعلم ربط أنماط تحفيز معينة بروائح الحياة الحقيقية.

ما هو التالي

يقول إريك هولبروك، اختصاصي الأنف والأذن والحنجرة، من مستشفى ماساتشوستس للعيون والأذن وكلية الطب بجامعة هارفارد، والذي يدرس تحفيز البصلة الشمية، إن هذا التطور له إمكانات. يمكن لنسخة مصغرة من الجهاز تنبيه الأشخاص الذين يعانون من فقدان الشم إلى العديد من الروائح الرئيسية التي تشير إلى الخطر، مثل تسرب الغاز الطبيعي. قد يكون المستشعر القابل للارتداء في الأنف أكثر ملاءمة من الجهاز المحمول في هذه الحالة.

ومع ذلك، يعتقد هولبروك وباحثون آخرون أن هذه التكنولوجيا من غير المرجح أن تعيد خلق الإحساس الكامل بالرائحة. وحتى عندما يتم تدريبها على ربط الروائح وأنماط التحفيز، فإن هذه التقنية غير قادرة على تشفير ثراء الروائح التي يشمها الشخص، ناهيك عن إثارة المشاعر والذكريات المرتبطة بها في الدماغ.

وقالت ستانلي إن فريقها يبحث عن طرق لتشفير الروائح رقميًا بشكل أفضل وتوليد أنماط تحفيز كهربائي أكثر إرضاءً للمستخدم.

المصيد موجود في المستشعر نفسه. على عكس الميكروفون، الذي يمكنه تسجيل أي صوت من أي مصدر، فإن أجهزة استشعار الرائحة الأكثر حساسية اليوم لا تكتشف أكثر من عدد قليل من الروائح. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يعمل المستشعر بسرعة ودقة عند درجات حرارة مختلفة ومستويات رطوبة وكثافة رائحة. ويخلص الباحث إلى أن “العنصر الكيميائي هنا معقد بشكل لا يصدق”.