코는 눈만큼 빠르게 자극에 반응한다

건강의학 / 문광주 기자 / 2024-10-15 10:37:02
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- 후각은 우리의 오감 중 가장 느리고 가장 덜 민감한 것으로 여겨졌다
- 단 60밀리초 거리에서 동일한 호흡 내에서 두 가지 냄새를 구별
- 실제는 후각이 예상보다 약 10배 더 빠르다
- 코에 있는 수용체가 냄새를 인식하는 속도는 눈이 색상을 인식하는 속도와 유사

우리의 후각은 생각보다 미묘하다.
인간의 코는 밀리초 안에 냄새를 구별한다.


이전에는 우리의 코가 가장 약한 감각 기관으로 여겨졌지만, 예상보다 훨씬 더 민감하다. 후각 실험에서 알 수 있듯이 우리는 냄새 샘플에서 다양한 냄새를 맡을 수 있으며 숨을 쉬는 것만으로도 시간순으로 정확하게 구별할 수 있다. 우리는 눈이 색깔을 인지하는 것처럼 빠르게 냄새를 인지한다. 우리의 후각이 예상보다 약 10배 더 빠르다는 의미다. 

▲ 우리의 후각 시스템은 예상보다 더 정확하게 개별 향기를 구별할 수 있다. pixabay

후각은 우리의 오감 중 가장 느리고 가장 덜 민감한 것으로 여겨졌다. 빛이 우리 눈에 계속 닿는 동안 냄새는 숨을 쉴 때만 코로 들어가기 때문이다. 따라서 우리가 냄새 변화를 얼마나 빨리 인식하는지는 우리가 얼마나 빠르고 자주 흡입하는지에 따라 달라진다. 그러나 이전 가정에 따르면 우리의 후각 시스템은 한 번의 호흡으로 우리 환경에서 어떤 향기가 먼저 나타나는지 구별할 수 없다.

이 평가는 후각을 측정하기 어렵다는 사실에도 근거한다. 향기는 빠르게 증발하는 공기 중의 화학 분자를 기반으로 한다. 그러므로 화학 분자의 구성은 우리가 숨 쉬고, 인지하고, 측정할 수 있는 것보다 더 빠르게 변할 수 있다. 이로 인해 코에 있는 감각 신경이 다양한 향기를 인식하는 속도와 타이밍을 결정하는 것이 어렵다.

혁신적인 "향기"로 빠른 냄새 맡기 테스트 가능

베이징에 있는 중국과학원 Yuli Wu가 이끄는 팀은 이제 이 장애물을 제거했다. 신경과학자들은 냄새를 매우 빨리 방출해 단 18ms(밀리초) 만에 피험자의 코에 도달하는 장치를 개발했다. 이를 통해 동시에 혼합하는 것이 아니라 한 번의 호흡으로 서로 다른 향기를 차례로 전달할 수 있다.

Wu와 동료들은 이 장치를 사용해 229명의 피험자의 후각을 테스트했다. 그들은 각각 사과, 양파, 레몬, 꽃 향을 포함한 두 가지 다른 향을 서로 다른 순서와 속도로 차례로 제시했다. 피험자들은 언제 코의 냄새가 변했는지, 두 가지 냄새가 같은 순서로 나타나는지 반대의 순서로 나타나는지 표시하도록 요청받았다.

60밀리초로 충분

결과:
테스트 대상자들은 단 60밀리초 거리에서 동일한 호흡 내에서 두 가지 냄새를 구별할 수 있었다. 거리가 멀수록 냄새의 변화를 더 잘 감지할 수 있었다. 따라서 우리의 후각은 예상보다 시간적으로 더 정확하게 구별한다. 우리가 약 1초 동안 숨을 들이마시더라도 우리 코는 두 가지 향기가 우리 감각 신경에 빠르게 연속적으로 닿는 것을 인식한다.

그러나 우리는 두 가지 냄새를 똑같이 잘 감지하지 못한다. 테스트 대상은 자신이 인지한 냄새가 장치에서 처음 방출된 구성 요소와 더 유사한 냄새가 나기 때문에 두 번째 향기 인지보다 먼저 신경을 건드린다고 종종 보고했다. 두 향기 사이의 거리는 100~200밀리초였다. 그러므로 감각 지각의 순서는 우리가 냄새를 인지하는 방식을 지배한다.

코는 눈만큼 빠르게 자극에 반응

Wu와 동료들은 테스트를 통해 우리의 후각 시스템이 훨씬 더 민감하고 이전에 생각했던 것보다 약 10배 더 빠르게 개별 향기를 인식한다는 결론을 내렸다. "이것은 후각이 가장 느리다는 널리 퍼진 가정을 반박한다"고 팀은 썼다. 코에 있는 수용체가 냄새를 인식하는 속도는 눈이 색상을 인식하는 속도와 유사하며, 이는 50~100밀리초 정도 걸린다.

“냄새로 가득 찬 호흡은 시간이 지남에 따라 변동하는 것을 보상하는 화학적 환경에 장기간 노출되는 것이 아니다. 오히려 색상 인식과 동등한 시간적 민감도가 포함된다”고 중국과학원(China Academy of Sciences)의 수석 저자 Wen Zhou는 말했다.

우리의 코는 모든 냄새를 똑같이 잘 인식할까?

냄새가 얼마나 기분 좋았는지, 얼마나 강렬한지는 실험 결과에 영향을 미치지 않았다. 그러나 신경과학자들은 구조나 냄새 평가 측면에서 크게 다른 냄새만을 사용했다고 지적한다. 팀은 우리의 코가 더 유사한 냄새에 민감하게 반응하지 않을 수 있다고 추측한다.

후속 연구에서는 이것이 사실인지 명확히 해야 한다. 연구팀은 “후각 시스템의 신경 세포에서 냄새 처리가 정확히 어떻게 일어나는지 계속 조사할 것이다”고 말했다.
(Nature Human Behaviour, 2024; doi: 10.1038/s41562-024-01984-8)
출처: Chinesische Akademie der Wissenschaften

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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