후각, 맛은 입이 아니라 코가 먼저 본다고?

 

1. 화학적 감각이란

우리가 알고 있는 다섯 가지 감각 중에서 맛과 냄새는 우리의 주변 환경과 음식의 화학적 구성을 샘플링하는 화학적 감각입니다(대부분의 생리학자는 균형감각, 온도감각, 고통을 추가할 것입니다). 식품에 영양가를 찾아내기 위해서는 이러한 특정 화합물을 찾아서 먹어야하기 때문에 이러한 감각들은 인류의 삶에 초창기부터 매우 필요했습니다. 단세포 유기체라도 유용한 분자와 유해한 분자를 구별하는 방법이 있어야 합니다. 예를 들어 원생동물은 설탕 공급원을 향해 이동하지만 독성 알칼로이드는 피합니다. 동물이 진화함에 따라 정보를 얻고 전기 신호를 암호화하여 유기체의 다른 부분으로 전송하기 위해 특수한 세포 네트워크인 신경망을 개발했습니다. 최초의 화학적 감각은 해양 환경에 노출된 신경 말단에 의해 생성되었습니다. 인간은 이 화학적 감각으로 특정 유해 물질의 존재를 감지하고 반사 작용(질식, 재채기, 울음)을 유발하여 이 원시 시스템의 흔적을 유지할 수 있었습니다. 후추, 양파, 마늘 같은 것들의 냄새를 맡거나 만졌을 때 자극을 주거나 화끈거리는 화학물질은 일반적인 미각이나 후각을 사용하는 것보다 무차별적으로 감각 세포를 자극합니다.

다양한 화학 물질에서 선택적으로 반응하는 특화된 미각과 후각은 곤충에서 처음 나타났습니다. 두 감각은 뇌와의 연결 유형에 따라 구별됩니다. 냄새는 뇌까지 직접 이어지는 단일 신경 섬유의 끝에 있는 수용체 세포로, 더 단순하고 더 원시적인 배열입니다. 반면에 미각 자극은 별도의 수용체에서 생성된 다음 신경 섬유로 전달되어야 합니다. 이 두 가지 기본 구조가 서로 다른 동물들에게 주어졌을 때 이 감각 기관들은 매우 다른 방식으로 사용되었습니다. 물고기는 피부 전체에 미뢰를 가질 수 있지만 육지 동물은 표면이 건조하기 때문에 특별히 축축한 기관에 화학 수용체를 맛보고 집중시킵니다. 곤충은 더듬이로 냄새를 맡고 발로 맛을 봅니다. 수생 동물은 맛과 냄새를 수인성 물질로 감지합니다. 육상 동물은 후각으로 공기 중에 떠다니는 화학 물질을 탐지하게 되었으며 이런 방식으로 장거리 화학 감각이지만 입 안에 있는 음식을 샘플링하여 미각과 협력하기도 합니다.

 

2. 후각의 중요성

후각은 다재다능한 감각으로 동물, 특히 포유류의 발달에 매우 중요한 역할을 했으며, 이들 중 다수는 야행성이므로 시각에 크게 의존하지 않습니다. 포유류는 냄새를 통해 먹이와 포식자를 모두 감지하고 그들의 흔적, 영토, 사회 집단을 인식하고 성적 접촉을 시작하는 데 사용됩니다. 영장류, 특히 인간은 직립보행을 하기 떄문에 냄새로 뒤덮인 땅에서 공동체적인 후각을 제거하고 시각을 일상생활에 지배적인 감각으로 만들었기 때문에 다른 포유류보다 훨씬 덜 민감한 후각 시스템을 가지고 있다고 생각됩니다. 인간의 발달에서 후각의 역할에 대한 중요한 지표가 되는 게 뇌의 전두엽인데 이곳은 뇌와 후각 사이의 연결점이 발생한 곳으로 고차원적인 정신적 프로세스를 연계하는 영역입니다. 동물들이 생존하는 데 있어 결정적인 대부분의 정보는 전두엽에 모이고 이렇게 모인 정보를 최대한 활용하는데 필요한 복잡한 조직이 설정되는 곳입니다. 어떤 측면에서 보면 후각이 정신을 낳았다고도 볼수 있겠습니다. 아직도 일상에서 냄새가 사라진 후에도 그 냄새를 연상할 수 있습니다. 왜냐하면 코는 기도, 즉 인두를 입과 공유하기 때문에 동시에 음식 냄새를 맡고 맛을 봅니다. 우리가 음식의 "맛"이라고 부르는 것은 사실 이 두 감각의 조합입니다. 18세기 프랑스 미식가 브릴라 사바랭은 이를 다채롭게 표현했습니다. "후각과 미각은 하나의 감각을 형성하는데, 입은 실험실이고 코는 굴뚝이다. 좀 더 정확하게 말하자면 하나는 맛의 실체를 위한 것이고 다른 하나는 그것들의 가스를 음미하는 역할을 합니다. 맛과 냄새로 우리는 먼저 특정 음식이 먹을 수 있는지를 결정하고 단순히 그것을 즐기기 위해 화학 물질을 샘플링합니다.

 

3. 후각세포의 역할

코의 감각 세포는 혀의 감각 세포와 몇 가지 중요한 면에서 다릅니다. 첫째, 냄새 분자가 부착되는 세포 부분은 단순히 세포막의 주름이 아니라 채찍같이 생긴 섬모인데 이 세포는 특정 단세포 동물에서는 이동 수단으로 사용되기도 합니다. 섬모는 각 세포에서 물, 단백질, 액체로 존재하지만 점성이 있는 탄수화물의 혼합물은 점액의 얇은 층으로 확장되어 감각 세포 사이에 있는 특수 세포에 의해 분비됩니다. 타액과 마찬가지로 점액은 원래 분자를 용해하여 섬세한 세포막과 직접 접촉하게 하는 신체의 휴대용 버전입니다.

후각 세포의 두 번째 독특한 특징은 신경 섬유에 의해 서비스받는 상피 세포가 아니라 뇌에 직접 연결되는 신경 세포라는 사실입니다. 신경 세포의 가지는 섬모에 직접 도달하고 다른 끝은 몇 센티미터 떨어진 뇌의 후각 망울로 직접 확장됩니다. 여기에서의 정보는 감정이 발생하는 해마와 섭식행동 조절 역할을 담당하는 시상하부를 비롯한 여러 다른 영역으로 전달됩니다. 또한 주요 뇌 신경 섬유의 하나인 자유 말단이 있는데, 이는 후각 영역에서 표면화되고 적절한 후각 세포와 독립적으로 우리의 후각에 기여합니다. 후각 세포는 재생이 가능한 유일한 신경 세포입니다. 한두 달에 한 번씩 세포가 교체됩니다. 후각 영역의 해부학적 위치와 코의 감각 세포는 고체나 액체 분자가 아닌 공기 중의 분자를 감지한다는 사실입니다. 인간의 경우, 후각 세포는 비강의 상부에 약 2제곱인치를 차지하며, 호흡하는 동안 공기 흐름의 경로가 아닌 약간 위에 차지합니다. 우리가 의식적으로 희미한 냄새를 감지하려고 할 때 냄새를 맡는 것은 바로 이러한 이유 때문입니다.