hajuaisti

Keinonenä kertoo: pian suunnistetaan hajun avulla

Ti, 01/02/2018 - 14:40 By Toimitus

Ei enää toimistosokkeloiden ja ostoskeskusten karttakuvien tavaamista! Tamperelaistutkijoiden mukaan voit nimittäin pian haistella tiesi oikeaan paikkaan. Hajupaikannus perustuu paikoille ominaisiin ainutlaatuisiin tuoksuihin. 

Miten lohi löytää kotijokeensa kutemaan vietettyään vuosia kaukana merellä? Kuinka kirjekyyhky suunnistaa kotilakkaansa jopa tuhansien kilometrien päästä?

"Eläinten sisäisen kompassin toiminta perustuu muun muassa hajuaistiin. Ryhmä tutkijoita osoitti jo vuonna 1978, että lohet tunnistavat kotijokensa tuoksun."

Näin toteaa Tampereen teknillisen yliopiston tutkijatohtori Philipp Müller, joka innostui tuoksuista professori Robert Pichén kanssa. He tutkivat miten tuoksut voivat auttaa meitä suunnistamaan julkisilla paikoilla, kuten ostoskeskuksissa ja toimistorakennuksissa.

"Jotta tuoksujen avulla olisi mahdollista suunnistaa, eri tiloissa tyypillisesti havaittavat tuoksut täytyy pystyä mittaamaan ja kartoittamaan tarkasti", Müller sanoo.

Müller käyttää tarkoitukseen keinonenää eli kädessä kannettavaa elektronista laitetta, joka haistelee ilmaa ja raportoi havaitut tuoksut käyttäjälleen. 

Idea on yksinkertainen ja muistuttaa WLAN-signaaleihin ja magneettikenttiin perustuvaa sisätilapaikannusta. Keinonenä haistelee ilmaa tuntemattomassa sijainnissa ja vertailee aiemmin kerättyjä tuoksuhavaintoja tunnistaakseen paikan.   

"Hajupaikannus perustuu ajatukseen, että kaikilla tiloilla olisi niille ominainen, ainutlaatuinen tuoksu. Halusimme nähdä, olisiko mahdollista määrittää paikalle ominaishaju, samoin kuin ihmiselle yksilöllinen sormenjälki. Ensimmäisten testien tulokset ovat lupaavia, mutta joitakin ongelmakohtia on vielä ratkaistavana."

Smell Sensing 2.0 -tuoksusensori
Itävaltalaistutkijat ovat kehittäneet jo hyvin pienikokoisen keinonenän, "Smell Sensing 2.0" -hajusensorin.

Haistaa ihmistä tarkemmin

Useimmat meistä tunnistavat työpaikan kahvihuoneen, henkilöstöravintolan tai tutun kuntosalin ominaistuoksun.

On helppoa paikantaa itsensä tällaisissa paikoissa ilman teknisiä apuvälineitä, mutta monissa paikoissa ominaistuoksu on heikompi ja vähemmän yksilöllinen.

"Keinonenä havaitsee hajuja, joita ihmiset eivät kykene aistimaan. Se kehitettiin alun perin nuuskimaan kemiallisia aseita, joita ihmisen hajuaisti ei erota. Siksi arvelimme, että sitä voisi käyttää paikannukseen sellaisissa tiloissa, joita ihminen ei voi tunnistaa tuoksun perusteella. Haluamme myös lisätä hajutietoja karttoihin, jotta ihmiset voisivat helpommin suunnistaa heille entuudestaan tuntemattomissa paikoissa."

Nuuhkimmeko pian tiemme kokoushuoneeseen tai tiettyyn kauppaan ostoskeskuksessa?

"Tulevaisuuden älypuhelimissa voisi olla keinonenäsovellus", ehdottaa Müller. 

"Itse asiassa markkinoilla on jo hajuantureita, jotka voisi helposti integroida mobiililaitteisiin. Kunhan hajuantureita löytyy massatuotteista, olemme toivon mukaan valmiina hyödyntämään niitä olemassa olevissa paikannus- ja navigaatiojärjestelmissä. Hajun avulla voidaan merkittävästi parantaa niiden tarkkuutta. Olemme kuitenkin vasta aloittaneet tutkimustyön ja monta avointa kysymystä on vielä ratkaistava, ennen kuin paikannus onnistuu luotettavasti hajusormenjälkien avulla."

Juttu perustuu Tampereen teknillisen yliopiston tiedotteeseen. Otsikkokuva: Flickr / Maggie A-Day.

Hyvää ruokahalua kaikilla aisteilla

Pe, 08/15/2014 - 16:34 By Toimitus

Se, mitä me kutsumme ruuan mauksi, muodostuu aivoissamme usean eri aistin yhteisvaikutuksesta. Asiaa avaa uusi Turun yliopiston Funktionaalisten elintarvikkeiden kehittämiskeskuksen (FFF) nettiin luoma kaikille avoimen Moniaistinen keittokirja.

Anu Hopian ja Susanna Ihanuksen toimittama keittokirja on netistä kaikkien vapaasti ladattavissa. Kirjan tekemiseen osallistuivat myös Marí Sandell, Seppo Salminen ja Emmi Harju.

​Professori Anu Hopian ja projektipäällikkö Susanna Ihanuksen toimittama digitaalinen Moniaistinen keittokirja 5D Cookbook on julkaistu sekä suomeksi että englanniksi. Sekä tietokoneelle että tabletille luotu keittokirja löytyy Turun yliopiston nettisivuilta sekä osoitteesta www.5Dcookbook.fi. Julkaisu on maksuton ja vapaasti käytettävissä.

"Moniaistinen keittokirja syntyi muistuttamaan meitä ruoan iloista", kertoo professori Anu Hopia. "Siitä, että sitä nautitaan kaikilla viidellä aistillamme. Muodostamme käsityksen sen mausta jo ensimmäisten muutaman kymmenen millisekunnin aikana, kun viesti silmistä ehtii aivoihin. Myös kuulo ja tuntoaisti ovat osa ruokanautintoa siinä missä tutut ruokailuaistimme maku ja hajukin, Turun yliopiston Funktionaalisten elintarvikkeiden kehittämiskeskuksen."

Moniaistinen keittokirja on maailmankin mittakaavassa ainutlaatuinen teos, johon on reseptien lisäksi koottu Turun yliopiston johtaman KUMURU-projektin tieteellistä ja taiteellista satoa.

"Se, mitä kutsumme ruuan mauksi, muodostuu aivoissamme usean eri aistin yhteisvaikutuksesta", toteaa KUMURU-hankkeen projektipäällikkö Susanna Ihanus. "Asiaa lähestyttiin Etelä-Pohjanmaalla toteutetussa KUMURU-hankkeessa. Moniaistinen keittokirja - 5D Cookbook on pieni kokoelma reseptejä KUMURun makumatkalta."

Kolmevuotisen KUMURU-projektin tavoitteena oli tuottaa "KUlttuuri, MUsiikki ja RUoka" -teemasta uutta tutkimusta, uusia tapahtuma-aihioita ja innostaa yrityksiä kehittämään uutta liiketoimintaa. Yhteistyökumppaneina oli muun muassa keittiömestareita, ravintoloitsijoita, opiskelijoita, korkeakouluja, tutkijoita Suomesta, Iso Britanniasta, Argentiinasta ja Norjasta sekä taiteilijoita viidestä eri maasta.

Kokeilijan keittokirja

Moniaistinen keittokirja palvelee laajimmin ruoan ominaisuuksista kiinnostuneita ihmisiä. Kirjassa kerrotaan muun muassa, miten valmistetaan 68-asteinen kananmuna tai kuinka valmistetaan valeomenapiirakka, siis omenalta maistuva piirakka ilman ainuttakaan omenanlohkoa. Tai lukija voi testata, osaako itse yhdistää leipäjuustoa, korppua, korvapuustia tai kropsua eli eteläpohjanmaalaisten pannukakkua ajatellen sävelletyn musiikin.

Teos antaakin lukijalleen mahdollisuuden testata omia aistejaan.

"Perunalastun ja oikeaoppisesti paistetun patongin kuuluu antaa tietynlainen rapea ääni, joka voimistaa makukokemusta", vinkkaa Sibelius-Akatemian populaarimusiikin tutkimuksen professorin Heikki Uimonen teoksessa. "Äänen välittymisellä luiden kautta on tässä iso merkitys. Siis tilannetta, jossa ääni välittyy sisäkorvaan kallon luiden välityksellä eikä tärykalvon välittämänä ilman värähtelynä. Kuka tahansa voi testata tämän syömällä jotain rapeaa korvatulpat korvissa."

FFF:n dosentti, akatemiatutkija Mari Sandell kertoo teoksessa ruoan aistittavien ominaisuuksien liittyvän makuun, hajuun, ääneen, rakenteeseen ja ulkonäköön.

"Ruoka on täynnä erilaisia molekyylejä, jotka aktivoivat kemiallisia aistejamme kuten haju- ja makuaistia. Sekä yhdisteet että aistit ovat vuorovaikutuksessa keskenään monin eri tavoin. Mekaaninen käsittely, kuten pilkkominen, kypsentäminen ja kokkaus ylipäätään muokkaavat ruuan kemiallista koostumusta, ja siten kemiallista aistimusta ja fysikaalisia ominaisuuksia."

Oxfordin yliopiston Aistien välisen vuorovaikutuksen tutkimuslaboratorion professori Charles Spence puolestaan kertoo, miten ihmisen kuulo voi muuttaa hänen kokemustaan ruuasta ja juomasta. Tieteelliseen tutkimukseen osallistuneet henkilöt arvioivat viinin huomattavasti nautinnollisemmaksi kun sitä maistettiin sille sopivan musiikin kera kuin maistettaessa juomaa hiljaisuudessa.

"Tutkimustulokset osoittavat, että osallistujat johdonmukaisesti kokivat osan mauista ja aromeista sointuvan parhaiten tiettyjen sävelten ja instrumenttien kanssa. Niinpä esimerkiksi hedelmäiset sävyt kuten aprikoosi, vadelma ja karhunvatukka liitettiin korkeisiin säveliin ja instrumenteista pianoon ja puupuhaltimiin. Sitä vastoin matalammat sävelet assosioitiin myskin, puun, tumman suklaan ja savun aromeihin."

Kirja on siis kaikkien luettavissa ja koettavissa ilmaiseksi netissä: Moniaistinen keittokirja.

Juttu perustuu Turun yliopiston tiedotteeseen Moniaistinen keittokirja tarjoaa purtavaa kaikille aisteille, jonka on kirjoittanut Erja Hyytiäinen. Tiedotteessa, ja siten tässäkin, on myös otteita Moniaistisesta keittokirjasta. Erja Hyytiäinen on ottanut myös jutun toisen kuvan.

Ihmisen hajuaisti kohentui kertalaakista

Ma, 03/24/2014 - 21:06 By Markus Hotakainen

Koiran hajuaisti on tunnetusti paljon tarkempi kuin ihmisen: arviot paremmuudesta vaihtelevat monikymmenkertaisesta jopa miljoonakertaiseen. Ihmiselläkään ei silti ole niin kehno nenä kuin yleisesti ja hyvin pitkään on luultu.

1920-luvulla esitettiin arvio, että ihminen pystyy erottamaan 10 000 eri tuoksua. Vaikka lukuun on vuosikymmenten kuluessa viitattu lukemattomissa tieteellisissäkin artikkeleissa, se ei perustunut mihinkään tutkimukseen: sitä vain on pidetty oikeana. Nyt lääketieteen Howard Hughes -instituutissa Yhdysvalloissa asia on selvitetty.

Tutkimusta johtaneen Leslie Vosshallin mielestä on omituista, että aiempaa arviota on voitu pitää edes suuntaa-antavana. Ihmisen näköaisti perustuu kolmea eri väriä aistiviin reseptoreihin ja niiden avulla on mahdollista erottaa jopa 10 miljoonaa värisävyä. Ihmisen nenässä on erilaisia hajureseptoreita keskimäärin 400, mutta ne olisivat riittäneet ainoastaan 10 000 tuoksun erottamiseen toisistaan.

Hajuaistia ei kuitenkaan ole varsinaisesti testattu. “Me tiedämme täsmälleen, mitä taajuuksia ihminen pystyy kuulemaan, koska se on mitattu. Emme myöskään ole keksineet, että ihminen ei pysty näkemään infrapuna- tai ultraviolettisäteilyä, vaan se on testattu. Hajuaistia sen sijaan ei kukaan ole vaivautunut tutkimaan tarkasti”, Vosshall hämmästelee.

Lukemattomien tuoksujen testaaminen olisi ollut käytännössä mahdotonta tai ainakin hyvin hankalaa. Niinpä Vosshall ja hänen kollegansa sekoittivat 128 eri molekyylistä erilaisia tuoksuja. Monet molekyylit saivat yksinään aikaan tutun tuoksun, kuten vastaleikatun ruohon tai sitrushedelmän, mutta kun niistä tehtiin sattumanvaraisesti 10–30 molekyylin yhdistelmiä, suurin osa syntyneistä tuoksuista oli tyystin outoja.

Kokeeseen osallistuneille 26 vapaaehtoiselle annettiin nuuhkittavaksi kerralla kolme tuoksua: kaksi niistä oli samoja, kolmas erilainen. Tehtävänä oli yrittää tunnistaa kahdesta muusta poikkeava tuoksu. Jokainen testihenkilö teki kaikkiaan 264 kolmen tuoksun vertailua.

Tutkimuksessa ei siis tarkasteltu tuhansia erilaisia tuoksuja, vaan tulos ja uusi, faktoihin perustuva arvio ihmisen hajuaistista saatiin ekstrapoloimalla. Tutkijat pitivät kirjaa, kuinka usein testihenkilöt tunnistivat erilaisen tuoksun. Sitten he laskivat, kuinka monta tuoksua ihminen keskimäärin pystyisi tunnistamaan, jos testattavana olisivat olleet kaikki mahdolliset yhdistelmät, jotka 128 tuoksusta saa aikaan.

Tulos oli yllätys: keskivertonuuhkija pystyy erottamaan vähintään biljoona tuoksua toisistaan. Vosshallin mukaan kyse on kuitenkin varovaisesti arvioidusta alarajasta: ”Tuoksujahan on olemassa paljon enemmän kuin 128, joten todellinen lukema on paljon, paljon suurempi.”

Tuoksututkimuksen tulokset julkaistiin 21. maaliskuuta Science-tiedelehdessä.

Hajuaistista ja erityisesti sen kytkennästä makuaistiin on kerrottu Tiedetuubissa elokuussa 2013.

Nuusk, nuusk… nam!

Su, 08/04/2013 - 23:58 By Markus Hotakainen

”Maistoitko tekemääsi ruokaa?” kysytään usein television kokkikilpailuissa hikeä otsaltaan pyyhkiviltä hermostuneilta kilvoittelijoilta. Yleensä se on perusteltu vaatimus, sillä toisinaan laaturavintoloissakin tuntuu siltä, että keittiön puolella ei annosta ole viitsitty – tai uskallettu – maistaa.

Tuoreen tutkimuksen mukaan sillä ei loppujen lopuksi ole ehkä sittenkään niin suurta väliä: eri ihmiset maistavat ja haistavat samoja makuja ja tuoksuja hyvin eri tavoin. Jos jokin ruokalaji on keittiömestarin näkemyksen mukaan annosten aatelia, se voi asiakkaan mielestä olla kauheaa kuraa, vaikka siinä ei varsinaisesti mitään vikaa olisikaan.

Kuten tunnettua, haju- ja makuaisti liittyvät läheisesti toisiinsa. Ihmisten erilaiset makumieltymykset ja -tottumukset ei ole mikään uusi asia. Yhdelle maistuu makea, toiselle suolainen, kolmannelle kitkerä. Lapsille tolkutetaan, että maistelemalla voi opetella tykkäämään ”pahoista” ruoista, mutta sekään ei välttämättä ole totta.

Uusiseelantilaisessa kasvin- ja ravinnontutkimuksen instituutissa haistatettiin 187 koehenkilöllä kymmentä eri tuoksua, kuten esimerkiksi eukalyptusta, sipulia ja vaniljaa. Koetilanteessa jokaisella oli edessään kolme viinilasia, joista yhteen lisättiin vähän kerrallaan tuoksua antavaa ainetta, kunnes koehenkilö pystyi sanomaan, missä lasissa ainetta oli. Sen jälkeen jokaiselle tehtiin geenikartoitus, jotta voitiin selvittää, mitkä geenit vaikuttavat eri tuoksujen aistimiseen.

Tulokset olivat hämmästyttäviä. Herkkänenäisimpien hajuaisti osoittautui noin 10 000 kertaa tarkemmaksi kuin kehnoimpien nuuskijoiden. Tilannetta voi havainnollistaa sillä, että siinä missä joku tunnistaa korianterin tuoksun yhdestä ainoasta siemenestä, joku toinen bongaa sen vasta kourallisesta samaisia siemeniä.

Richard Newcombin johtaman tutkijaryhmän mukaan makuaisti on hyvin vahvasti geneettinen ominaisuus: jos kaurapuuro maistuu pahalta, se maistuu pahalta vielä sadannen lautasellisen jälkeenkin. Olkoon kuinka terveellistä ja ravitsevaa tahansa.

Kymmenestä testituoksusta neljä – mallas, omena, sinihomejuusto ja orvokki – osoittautui erityisen riippuvaiseksi geeniperimästä. Näiden tuoksujen aistiminen perustuu kuitenkin eri geeneihin, joten hyvä ”juustonenä” ei kuitenkaan vielä takaa hyvää ”kukkanenää”.

Hajuaistin herkkyys vaikuttaa tutkimuksen mukaan myös siihen, miten eri ihmiset kokevat eri tuoksut. Herkkänenäisten luonnehdinta orvokin tuoksusta oli ”kukkainen” tai peräti ”orvokkinen”, mutta heikkoaistisempien mielestä se oli yleensä ”pistävä” tai ”hapan”.

Oma osuutensa on myös nenäontelon sisäpinnalla olevilla miljoonilla neuroneilla. Jokaisessa niistä on tuoksuja aistivia reseptoreita, mutta kussakin neuronissa vain tietynlaisia: ne ”vastaanottavat” vain tiettyjä molekyylejä.

Eri tuoksut koostuvat erilaisista molekyyleistä, jotka yhdessä aiheuttavat tietynlaisen aistimuksen. Monessa tapauksessa tuoksun tunnusomainen piirre syntyy kuitenkin yhdestä ainoasta molekyylistä, esimerkiksi sinihomejuuston tapauksessa 2-heptanonista – samasta yhdisteestä, jolla mehiläiset torjuvat punkkeja (tähän teemaan palaamme myöhemmin).

Perinteisesti viinien haistelua ja maistelua on pidetty paitsi haastavana harrasteena myös merkkinä sofistikoituneesta hajuaistista. Eikä aivan suotta. Viinien maut ovat hyvin mutkikkaita ja yhdestä viinistä voi löytyä satoja, jopa tuhansia eri vivahteita. Siksi mielipiteet viineistä eroavat helposti hyvin paljon toisistaan – ja voivat illan vanhetessa aiheuttaa kiivaita kiistoja.

Hajuaistin herkkyys riippuu geeniperimän lisäksi myös monesta muusta seikasta. Raskaus saattaa aiheuttaa hajuyliherkkyyttä, joka voi joidenkin tutkijoiden mukaan selittää aamupahoinvoinnin, mutta myös mieliala ja jopa vuorokaudenaika vaikuttavat hajuaistiin. Herkimmillään se näyttäisi olevan juuri ennen lounasaikaa, mikä voi selittyä kasvavalla näläntunteella.

Tulokset ovat jo sinällään mielenkiintoisia, mutta ne kiinnostavat myös elintarviketeollisuutta. Kauppojen hyllyille päätyviä tuotteita testataan keskivertokuluttajista koostuvilla ryhmillä ja tulosten on oletettu kertovan suhteellisen luotettavasti ihmisten makutottumuksista. Uusi tutkimus osoittaa, että niin ei välttämättä ole, mutta toisaalta sen toivotaan antavan osviittaa, miten makutestien luotettavuutta olisi mahdollista lisätä.

Tutkimus julkaistiin Current Biology -tiedelehdessä 1.8.2013.