Olfatto quantistico?

Sono circa 15 anni che si dibatte sulla natura quantistica dell'olfatto, da quando Luca Turin suggerì l'idea nel 1996. L'olfatto rimane infatti uno dei sensi più misteriosi e meno compresi, e che potrebbe trovare spiegazione nella teoria dei quanti.
Non è ovviamente tutto semplice con le teorie emergenti, specialmente se si tenta di rivoluzionare l'ambiente scientifico. La teoria dei quanti applicata all'olfatto presenta anche dei problemi non indifferenti, cosa che fa naturalmente discutere gli esperti. Turin ha recentemente pubblicato una ricerca che fornirebbe ulteriori informazioni a favore di quella che viene definita "teoria vibratoria dell'olfatto".
Nella visione tradizionale del senso dell'olfatto, le molecole di odore, differenti per forma e dimensioni, si inseriscono all'interno di specifici recettori. Una volta che una molecola è penetrata in un recettore, questo invia un segnale al cervello specificando quale odore far percepire.
Il problema con questo modello dell'olfatto è che alcune molecole hanno forme quasi identiche, ma fanno percepire odori spesso molto diversi tra loro. Ci deve essere quindi un altro criterio, in aggiunta a forma e dimensioni di una molecola, che causa reazioni differenti dei recettori in presenza di molecole molto simili.
Secondo la teoria di Turin, questo ulteriore criterio è rappresentato dalle frequenze vibratorie delle molecole. Ogni molecola è dotata di una frequenza vibratoria caratteristica, una sorta di impronta tramite la quale può essere riconosciuta.
La frequenza vibratoria di una molecola può causare un "effetto tunnel" quantistico, un fenomeno che consente agli elettroni di cambiare stato energetico.
Quando i recettori rilevano queste frequenze vibratorie, inviano un segnale al cervello basandosi sulle vibrazioni molecolari, oltre che su forma e dimensioni di una molecola.
Questa è (in soldoni) l'ipotesi che ha fatto e fa ancora discutere. Nature rifiutò la pubblicazione della prima ricerca di Turin (1996), ma diversi altri studi hanno confutato lo studio, confermandone la correttezza matematica e fisica, oltre che la plausibilità dell'ipotesi.
Nel suo ultimo studio, Turin e i suoi colleghi hanno scoperto che le mosche possono distinguere una molecola odorosa che contiene idrogeno da un'altra molecola in cui l'idrogeno viene sostituito dal deuterio, uno dei suoi isotopi.
Idrogeno e deuterio hanno la stessa forma molecolare, ma hanno frequenze vibratorie differenti, cosa che ha portato a pensare che le mosche fossero in grado di distinguere la natura vibratoria di una molecola, non solo dimensione e forma.
L'esperimento è poi proseguito addestrando due gruppi di mosche ad evitare le molecole contenenti idrogeno o quelle contenenti deuterio. I ricercatori hanno scoperto che le mosche che evitavano il deuterio si tenevano alla larga anche da una molecola del tutto differente, ma con una modalità vibratoria simile a quella della molecola contenente l'isotopo di idrogeno.
Si rafforza sempre più l'idea, quindi, che l'olfatto sia un fenomeno che abbia relazioni strette con la fisica quantistica. Ma si è solo agli albori della ricerca in questa direzione: l'idea è ancora difficile da prendere in considerazione rispetto a quelle più "mainstream", ma sta diventando sempre più accettabile in ambito scientifico.
"E' un'idea davvero interessante; ci sono fenomeni fisici di interesse biologico di ogni tipo che prevedono processi quantistici" dice Jennifer Brooks, ricercatrice dell' University College London. "Credo che sia il tempo giusto per sviluppare l'idea, e per metterla alla prova. Matematicamente, la teoria è robusta, e anche se non si potesse applicare all'olfatto, è interessante pensare che possa essere un processo discriminatorio naturale in altre situazioni".
Quantum physics explanation for smell gains traction