حس بویایی یکی از دروازه‌های مغز به جهان بیرون است: زمانیکه رایحه‌ای را از طریق بینی به داخل می‌کشیم، اطلاعات این رایحه به نورون‌هایمان منتقل می‌شود. سوالی که پیش می‌آید این است که نورون‌ها با این اطلاعات چه میکنند؟ و چه چیزی رایحه‌ای را لذت‌بخش یا بد جلوه می‌دهد؟ یک رایحه چطور سیلی از خاطرات را به ذهنمان روانه می‌کند، نیرویی که می‌تواند به شدت قدرتمند و ناگهانی باشد؟ و در کل، حس بویایی‌مان چطور عمل می‌کند؟ در این مقاله قصد داریم سفر رایحه را، از تشخیص آن توسط مغز تا درک و تفسیر آن، پیگیری کنیم.
وقتی بینی‌تان را به دسته گلی نزدیک می‌کنید، در کسری از ثانیه اطلاعات موجود در این گل‌ها به مغزمان منتقل شده و زنجیره‌ای از واکنش‌ها را منجر می‌شود: «چه بوی خوبی!»، «خاطرۀ خوشی را به ذهنم آورد»، « اصلاً خوشم نیامد» و … . رایحۀ یک دسته گل متشکل از صدها مولکول بویاییِ سبک و پر سرعتِ متفاوت است. این مولکول‌ها توسط گیاه تولید شده‌اند و از مسیر منخرین وارد مغز ما می‌شوند. کار مغز از همین لحظۀ ورود مولکول‌ها، به شکل فرایندی گام به گام آغاز می‌شود، فرایندی که در تمام پستانداران وجود دارد: فرایند بویایی. در همۀ ما، سفر ادراک رایحه از داخل بینی آغاز شده و از در اعماق مغزمان پایان می‌پذیرد.
دریافت و تشخیص
ارتباط ما با رایحه به واسطۀ تنفس آغاز می‌شود، زمانیکه صدها مولکول بویایی معلق در هوا وارد بینی ما می‌شوند و از حفره‌های این اندام به سمت بالا حرکت میکنند. اعصاب دریافت حس بویایی در همین مسیر واقع شده‌اند. در نقاط استقرار این اعصاب، مولکول در غشای بینی، همان مایعی که به هنگام سرماخوردگی از دماغ خارج می‌شود، حل می‌شود. لازم به ذکر است که به هنگام جویدن غذا هم مولکول‌های بویایی رها شده و از حفره‌های موجود در انتهای دهان، وارد همان مسیری می‌شوند که مولکول‌های بویایی موجود در هوا از آن عبور میکنند.
توقف و درگیری این مولکول‌ها در غشاء، فرصت لازم برای تشخیص آنها توسط اعصاب را فراهم می‌کند. این اعصاب به انتهای سلول‌های بخصوصی متصل هستند و به آنها اعصاب بویایی گفته می‌شود. در انتهای بینی ما، میلیون‌ها عصب بویایی وجود دارند که هرکدام مجهز به صدها دریافت کننده هستند؛ دریافت کننده‌هایی که مستقیماً با هوای داخل بینی در ارتباطند و می‌توانند با مولکول‌های بویایی برهمکنش کنند. هر نورون عصبی، فقط یک نوع دریافت‌کننده در سطح خود دارد. در انسان‌ها حدود چهارصد مدل دریافت‌کننده وجود دارد حال آنکه در جونده‌ها این تعداد نزدیک هزار مدل و در فیل‌ها بیشتر از تمام پستانداران و در حدود دو هزار عدد است.
برای درک رابطۀ میان یک دریافت کننده و مولکول بویایی، بایستی نگاهی به شکل اتمی مولکول بیاندازیم. این مولکول‌ها از چند بخش تشکیل شده‌اند که هر دریافت کننده، قادر به دریافت یکی از این بخش‌ها است؛ برای مثال یک مولکول بویایی که از دو بخش مستقیم و گرد تشکیل شده است، توسط دو نوع نورون متفاوت که هرکدام شامل دریافت‌کنندۀ بخصوصی هستند، دریافت می‌شود. درواقع هر دریافت کننده، قادر به دریافت یک شکل اتمی خاصی هست. این شیوۀ عملکرد بویایی پستانداران بسیار هوشمندانه است و آنها را قادر به دریافت میلیون‌ها ترکیب متفاوت از انواع اشکال اتمی می‌کند. وقتی هر شکل اتمی خاص موجود در یک مولکول بویایی روی سطح دریافت کنندۀ مخصوصش قرار می‌گیرد، همچون کلید و قفل در هم چفت می‌شوند و دریافت کننده با موفقیت فعال شده و بلافاصله خبر این دریافت را به مغز ارسال می‌کند.
تفسیر
اطلاعات موجود در نورون‌های بویایی، به اولین ایستگاه بازنمایی اطلاعات در مغز می‌رسند، ایستگاهی که در تمام مهره‌داران وجود دارد: پیازچۀ بویایی. این بخش سازه‌ای دوقلو است چراکه درواقع از دو پیازچه تشکیل شده است. این دو پیازچه در جلوترین بخش مغز، میان دو چشم قرار دارند. پیازچۀ بویایی همچون دیگر اجزای مغز متشکل از نورون‌هاست. نورون‌هایی که کارشان پردازش اطلاعاتی است که از نورون‌های بویایی دریافت میکنند. این نورون‌ها نوعی کارت شناسایی برای هر مولکول بویایی درست میکنند. سپس این کارت‌ها را به بخش‌هایی از مغز که مسئولیت دریافت حسی (Priform cortex)، خاطرات (Entorhinal cortex and Hippocampus) و عواطف (Amygdaloid complex) را به عهده دارند ارسال میکنند. در عوض، هرکدام از این سازه‌های مغزی اطلاعات خود را به کورتکس اوربیفرانتال می‌فرستند، جاییکه ادراک آگاهانۀ بو رخ می‌دهد. آنچه در ادراک بویایی رخ می‌دهد، به نوعی در میان دریافت‌های حسی استثنایی است چراکه فقط دو نوع نورون میان دریافت کننده‌ها و کورتکس نهایی وجود دارد. در حواسی چون دیداری یا شنوایی، ارتباطات غیرمستقیم‌ترند و مدار عصبی مسیر طولانی‌تری را طی می‌کند و لذا تحریک ناشی از این حواس، به لحاظ عاطفی شدت کمتری دارد. برای درک بهتر رابطۀ بین بویایی و دریافت عاطفی و یا انگیزش خاطره‌ای آن، شایسته است که اندکی دقیق‌تر به نظام بویایی مغز توجه کنیم.
رمزگشایی
Priform cortex که به شکل میوۀ هلو است، مسئولیت شناسایی کارت‌های شناسایی را بر عهده دارد. شناسایی به این صورت رخ می‌دهد که این کورتکس، اطلاعات مربوط به تعداد بسیار زیادی از مولکول‌های بویایی را در خود ذخیره کرده است و قادر است اطلاعات ارائه شده را با اطلاعات موجود در بایگانی خود تطابق داده و بوی خاصی چون عطر گل رز یا یاس را تشخیص دهد.
حافظه‌سازی
فیلمی از حوادثی که روزانه تجربه می‌کنیم را به شکل حافظه ضبط می‌کند. هرجایی که در طول روز رفته‌ایم، زمانش و کاری که آنجا انجام داده‌ایم در این عضو ثبت می‌شود. این بخش چون کتابخانه‌ای مملو از خاطراتی از تمام حواس ما است. به کمک این کتابخانه است که ما قادر به یادآوریِ (آگاهانۀ) حادثۀ خاصی هستیم؛ برای مثال، رایحۀ مادرمان. اما ممکن است این خاطرات ناخودآگاه هم فراخوانی شوند. این شکل از یادآوری غیرداوطلبانه و خودکار، همان یادآوری معروف در بخش «راه سوان» در رمان سترگ مارسل پروست، «در جست‌وجوی زمان از دست رفته» است که راوی با چشیدن طعم قرابیه‌ای که به چای زده شده است، خاطرات فراموش شدۀ کودکی را، زمانیکه خاله‌اش همین میان وعده را به وی تعارف کرده بود، به خاطر می‌آورد. رایحه همچون طعم، قادر به فعالسازی چنین واکنش و یادآوری ناخودآگاهی است که اتفاقاً به خاطر ارتباط قوی میان پیازچۀ بویایی و هیپوکمپوس در انجام اینکار تواناتر است؛ زمانی را به خاطر آورید که رایحه‌ای بسیار ضعیف، خاطرۀ حادثه‌ای فراموش شده را فراخوانی می‌کند.
عواطف
مجموعۀ آمیگدالوید (یا آمیگدالا) حوادثی که از سرگذرانده‌ایم را با برچسب‌های مثبت یا منفی علامت‌گذاری می‌کند. فعالیت این بخش با دریافت‌های حسی، مخصوصاً رایحه، تحت تأثیر قرار می‌گیرد. این سازه علاوه بر تأثیر شدید روی فعالیت هیپوکمپوس، روی کورتکس فرانتال، من‌جمله کورتکس اوربیفرانتال که عضوی بسیار پیشرفته در اندام انسان، و جایگاه قرارگیری شناخت و تخیل است، هم تأثیر می‌گذارد. انگیزش عواطف خوشایند یا ناخوشایند از مهم‌ترین خصایص عطرها محسوب می‌شوند. واکنش اشتیاق/تنفر نسبت به یک بو که در برخورد اولیه با آن ایجاد می‌شود، از همین انگیزش عواطف ناشی می‌شود. انگیزش عواطف، نتیجۀ همکاری بخش‌های متعددی در مغز است؛ بخش‌هایی چون کورتکس انسولار و کورتکس اوربیفرانتال که نقش مهمی در رهاسازی هورمون دوپامین، هورمون لذت و پاداشدهی، دارند.
آگاهی
کورتکس اوربیفرانتال واقع در زیر چشم‌ها، آخرین مرحلۀ پردازش اطلاعاتی که از هیپوکمپوس، آمیگدالا و کورتکس پریفورم دریافت می‌شوند را انجام می‌دهد. این بخش محلی است که ادراک و تشخیص آگاهانۀ رایحه، معمولاً کمتر از یه ثانیه پس از بو کردن آن رخ می‌دهد. همچنین تصویربرداری از مغز نشان می‌دهد که زمانیکه به حس ناشی از رایحه فکر می‌کنیم، این بخش بیشتر درگیر می‌شود. در میان عطرسازان مجرب، این بخش فعال‌ترین قسمت مغز است؛ و شاید مهم‌ترین عملکرد آن، در لحظۀ تصمیم‌‌گیری در واکنش به بویی رخ می‌دهد: نزدیک‌تر شدن یا گریز از آن.
مجموعۀ ساختارهای مغزی که سامانۀ بویایی را در پستانداران می‌سازند، باعث می‌شوند که تمام رواحی دریافت شده در طول روز را با آنهایی که در خاطرمان ثبت شده‌اند مقایسه و آنها را براساس اطلاعات سابقمان طبقه‌بندی کنیم. اما با وجود سرعت و کیفیت عملکرد این سامانه در تشخیص رایحه‌ها، انگشت گذاشتن روی یک بوی خاص و توصیف آن، مخصوص زمانیکه با بوهای دیگر در ترکیب است، نیازمند میزانی از تمرین و تجربه‌اندوزی است.
دلایل متعددی برای ضعف نسبی مهارت تفکیک رواحی وجود دارد. یکی از مهم‌ترین این دلایل این است که این سامانه طراحی شده است تا نیازهای ساده و اولیه را برآورد کند: فقط چند هزار سال پیش بود که انسان‌ها حیاتی وحشی داشتند و همچون دیگر حیوانات، توانایی زبانی پیشرفته‌ای نداشتند. در این شرایط، بویایی به کار تشخیص اطلاعات حیاتی برای بقا، همچون تشخیص بوی گوشت فاسد شده، گریز از خطر در مواردی چون نزدیک شدن شکارچیان یا وقوع آتش و … می‌آمد. آیا این تنها وجهۀ طبیعی عملکرد بویایی ما است؟ جالب است که نتایج تحقیقات اخیر پاسخ‌شان منفی است. اجتماع‌های شکارچی مستقر در ناحیۀ حاره‌ای شبه جزیرۀ مالاکا در قیاس با اجتماع‌های غیرشکارچی آن، توانایی بالایی در انگشت‌گذاری و تفکیک رواحی مشابه مهارت تفکیک رنگ‌ها دارند. لذا یادگیری، همانند اعضای این قبیله یا هنرجویان عطرسازی، کلید حل این ناتوانی در تفکیک رواحی است. به لطف این ابزار شگفت‌انگیز، ابزاری که برخلاف باور عموم برای تمام افراد به هنگام تولد به یک اندازه قوی است، و با کمی یادگیری و تمرین، می‌توانیم مهارت بویایی‌مان را ارتقا داده و از بازۀ گستردۀ رواحی پیرامونمان لذت بیشتری کسب کنیم.