गंध-सुगंध 

माझ्या बेडरूमच्या खिडकीबाहेर एक फुलमाळीण आहे तिचे नाव आहे निशाराणी. या वेलीची इवलीशी फुले हेमंतात दिनकर अस्तास गेला की फुलतात. झुळकीबरोबर सुगंधी कळ घेऊन येतात आणि मला सुखावून जातात. (भावमुद्रा दुर्गा भागवत चवथी आवृत्ती २००४ मौज प्रकाशन). या पुस्तकातील सुगंधाची कळ या फुलबंधांत त्या लिहितात, ‘अगदी जुनी कथा आहे. वेदकाळची. उषेच्या लग्न प्रसंगी देवांनी भूमीतल्या गंधाचा अर्क काढून तो कमलांत भरला आणि ती अभिनव भेट तिला दिली.’ अगदी आदिम काळापासून दृष्टी, ध्वनिसंवेदनांबरोबर गंधसंवेदनांनी मानवाला भोवतालाचे ज्ञान मिळवण्यात उत्क्रांतीत खूपच मदत केली आहे म्हणून तर ‘गंध’ अशा पुराकथांमध्येही अवतरतो. या सगळ्यांची आठवण झाली त्याला कारण आहे. ‘नेचर’ (सप्टेंबर २०२४) या दर्जेदार विज्ञानपत्रिकेत गंधसंवेदना ‘सेन्स ऑफ स्मेल’     वर प्रकाश टाकणारे जे संशोधन झाले आहे तो शोधनिबंध वाचला आणि ते वाचकमित्रांशी शेअर करावे म्हणून लिहायला बसलो, तेव्हा या सुगंधी कळा पुन्हा वर आल्या.                                                              

गंधसंवेदनाची गूढता                                                            

गंधसंवेदन हे संशोधकांसाठी चकविणारे आणि गुंतागुतीचे संवेदन आहे. रचनात्मक जैवविज्ञान = स्ट्रक्चरल बायोलॉजी आणि मेंदूविज्ञान यांतील नवीन तंत्रज्ञान वापरून गंधसंवेदन या चतुर संवेदनाचा शोध घेतला आहे. नजरेस पडत नाही पण गंधाचा दर्प मात्र येत आहे यावरून आदिम आदमी सतर्क होत असे; पण माणूस आजसुद्धा हा अनुभव घेतो. रूप-रस-स्पर्शाहूनही वाऱ्यावर स्वार होऊन येणारा सौरभ आपल्याला आकर्षित करतो. कारण गंधाने मानवाला भोवतालाबद्दलची माहिती युगानयुगे दिली आहे. नजरेने माणूस आवतीभोवतीचे ज्ञान मिळवत असतो; त्यासाठी दृष्टिपटलात रॉड आणि कोन्स या दोन प्रकारच्या पेशी असतात. रॉड्स कृष्ण-धवल माहितीसाठी आणि कोन्स रंगदृष्टी – कलर व्हिजन करता. मानवाच्या नाकातील गंधन्यूरॉन्समध्ये   गंधसंवेदनासाठी ४००  ओडरन्ट-रिसेप्टर्स- गंध-ग्राही असतात. ग्रहणेंद्रियातील संवेदी पेशींवर हे ग्राही बसवलेले असतात. गंधग्राही प्रथिनांचे बनलेले असतात. हे ग्राही गंधाचे  सिग्नल्स – संदेश ओळखतात आणि पेशींना सक्रिय करतात. ‘इतके ग्राही कशाकरता?’ असा प्रश्न पडणे साहजिक. घ्राणेंद्रियाकडे येणारा सुगंध असो वा दुर्गंध हे सगळे रासायनिक रेणू असतात. असे असंख्य सूक्ष्म रेणू वातावरणात फिरत असतात. ते वाऱ्यामार्फत माणसाच्या नाकात त्याच्या नकळत शिरतात. प्रदूषणामुळे, रासायनिक उद्योगामुळे यांची संख्या वाढतीच आहे. हे रासायनिक रेणू म्हणजे रासायनिक संदेश असतात. या संदेशांचे ‘डिकोडिंग’ ‘उकलन’ करण्याकरता माणसात अत्यंत गुंतागुंतीची यंत्रणा उत्क्रांत झाली आहे त्याचा महत्त्वाचा भाग म्हणजे हे चारशे  ग्राही.                                                                

गंधपेशी                                                    

माणसाच्या नाकात लाखो गंधपेशी – गंधन्यूरॉन्स – विखुरलेल्या असतात. या गंधपेशींच्या पृष्ठभागावर दोन cilia – सूक्ष्म शेपट्या असतात, या शेपट्या नाकाच्या पोकळीत, गुहिकेत हलत डुलत असतात. या सूक्ष्मदर्शकाखालीच  दिसतात. प्रत्येक गंधपेशीवर एक गंधग्राही असतो. या गंधग्राहीचे जनुकसमूह असतात. या जनुकसमूहाचा शोध १९९०च्या दशकात Linda Buck (१९४७)  आणि Richard Axela(१९४६) यांनी लावला. या संशोधनाकरता या दोन अमेरिकी वैज्ञानिकांना २००४चे वैद्यक नोबेल देण्यात आले. गंधपेशींपासून निघालेले गंधतंतू संदेश घेऊन नाकाच्या वर कवटीच्या तळात भोके असणाऱ्या हाडातून मेंदूच्या पुढील आणि खालच्या भागातील गंधकंद – ऑलफॅक्टरी बल्बमध्ये जाऊन पोचतात. तेथून हे संदेश ऑलफॅक्टरी कॉर्टेक्सपर्यंत पोचतात, जेथे माणसाला गंधज्ञान होते. ऑलफॅक्टरी कॉर्टेक्स मेंदूतील   स्मृतिकेंद्रांना तसेच भावनेच्या केंद्रांना जोडलेले असतात, म्हणून गंध-सुगंधामुळे माणसाच्या स्मृती, भावना, उद्दीपित होतात.                                                

 गंध-ग्राहींची रचना                                                                   

  गंधग्राही हे प्रथिनांचे बनलेले असतात. या प्रथिनांची म्हणजे गंध-ग्राहींची रचना शोधून काढण्याचे प्रयत्न सध्या चालू आहेत. सजीवांमधील प्रथिनांची रचना शोधणे हे रचनात्मक जैवविज्ञानातील कठीण संशोधन असते. सजीवांतील रेणू हे सतत गतिमान असतात. त्याना थिजवणे, स्थिर करणे या प्रक्रियेत संशोधकांची कुसर पणाला लागते. कल्पनेची भरारी आणि नवीन तंत्रज्ञान यांचा कौशल्याने उपयोग करावा लागतो. क्रायो – cryo इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी या नूतन तंत्राचा वापर करून एका मानवी गंध-ग्राहीच्या रचनेचा शोध लागला आहे. या तंत्रात तो गंध-ग्राही खूप थंड करतात, त्याचा स्फटिक झाला म्हणजे तो स्फटिक इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपखाली तपासतात. लिंडा बक या नोबेल विजेत्या विज्ञानवतीच्या प्रयोगशाळेत हे संशोधन झाले आहे. ‘गंध-ग्राहीची ही रचना प्रत्यक्ष पाहणे खरोखर थरारक होते,’ असे लिंडा बक यांनी नमूद केले आहे. हा गंध-ग्राही propionate या रसायनाने उद्दीपित होतो. गंध-ग्राहीच्या आरंभास सूक्ष्म खिसा असतो. तेथे रसायन propionate बसते, अडकते. यामुळे गंध-ग्राहीचा आकार बदलतो. या आकार बदलण्याच्या क्रियेत या रसायनातून आलेला संदेश पुढे मेंदूकडे पाठवला जातो. प्रोपिओनेट या रसायनाचा cheesy odour काहीसा उग्र असतो. माणसाला हे गंधज्ञान काही क्षणात होते हे विसरून चालणार नाही.                                                               

संशोधनाचे पुढचे पाऊल                                                          

संशोधनाची गती सूक्ष्मातून अतिसूक्ष्माकडे असते. एका गंध-ग्राहीचे बाह्यरूप समजते पण त्याचे अंतरंग शोधणे जरुरीचे असते. ग्राही प्रथिनांचे बनलेले असतात आणि प्रथिने अमायनो आम्लांनी तयार होतात. या अमायनो आम्लांचा सिक्वेन्स-क्रम समजल्याशिवाय रचनेचे पूर्ण आकलन होत नाही. तो क्रम संशोधकांनी शोधून काढला. यासाठी कृत्रिम बुद्धिमत्ता – ए-आयचा – वापर केला गेला. काही कीटकांच्या गंध-ग्राहींच्या रचनेचा आणि अमायनो आम्लांचा क्रमसुद्धा संशोधकांनी शोधून काढला होता. अशा दोन-तीन गंध-ग्राहींच्या अमायनो आम्लांचे क्रम एकत्र करून एक सिंथेटिक – कृत्रिम गंध-ग्राही कृत्रिम बुद्धिमत्तेच्या मदतीने तयार केला. या कृत्रिम गंध-ग्राहीचा उपयोग गंधसंवेदन समजण्याकरता होत आहे.गंध निर्माण करणाऱ्या दोन रसायनांची रेण्वीय रचना भिन्न असते; पण ती दोन रसायने जो गंध निर्माण करतात तो जवळजवळ सारखा असतो. काही वेळेला असे घडते, दोन रसायनांची रेण्वीय रचना सारखी आहे पण ती दोन रसायने भिन्न गंधसंवेदन देतात. याचे गुपित गंध-ग्राहीत दडलेले आहे. प्रत्येक रसायनाला गंध-ग्राही निराळ्या पद्धतीने प्रतिक्रिय-रिॲक्ट होतो असे संशोधकांना वाटत आहे; कृत्रिम गंध-ग्राही आणि कृत्रिम बुद्धिमत्ता यांवर प्रकाश टाकेल असा संशोधकांचा कयास आहे. बिलियन डॉलर्सच्या परफ्यूम उद्योगाला या संशोधनाचा फायदा होणार आहे.                                                                

गंध संवेदन आणि वर्तन                                                             

 कीटक, प्राणी, तसेच माणूस यांचे वर्तन गंधावर अवलंबून असते. काही कीटक गंधाकडे आकर्षित होतात, काही वासापासून दूर उडून जातात. प्राण्यांच्या पुनरुत्पादनाच्या कालात नर आणि मादी अंगगंधाने एकमेकांकडे आकर्षित होतात. माणूससुद्धा कळत-नकळत अंगगंधाने वासनेत गुरफटला जातो. कीटकांचे गंध संवेदन मानवाच्या आरोग्याशी जोडलेले आहे. डास माणसाचा गंध हुडकून घरात घुसतात. रोगकारक कीटकांना दूर पळवून लावण्यासाठी ‘रेपेलंट’ रसायने तयार करताना या संशोधनाचा उपयोग होत आहे.                                  

इलेक्ट्रॉनिक नोझ                                                                   

स्मार्ट फोन व्यक्तीचा चेहरा, आवाज ओळखू शकतो; पण गंध ओळखू शकत नाही. आता इलेक्ट्रॉनिक नाकाचा शोध लागला असून विकसित देशांत काही ब्रॅंड्स मिळू लागले आहेत. याचा उपयोग अन्नपदार्थातील, तसेच सांडपाण्यातील गंध ओळखण्याकरता होत आहे. इलेक्ट्रॉनिक नाकाचा उपयोग माणसाच्या अंगगंध आणि श्वासगंध यावरून क्षयरोग, मधुमेह, विविध कर्करोग, यांचे निदान करण्याकरता येईल का, याबाबत संशोधन चालू आहे.पण नैसर्गिक नाकाची क्षमता इलेक्ट्रॉनिक नाकापेक्षा खूपच जास्त आहे, म्हणून तर मादकद्रव्ये –   नार्कॉटिक्स, एक्स्प्लोझिव्ज – स्फोटके हुंगून शोधण्याकरता प्रशिक्षित कुत्रेच जगभर वापरले जातात. हे स्निफर – गंधशोधक कुत्रे –  काही विशिष्ट गंधच ओळखू शकतात. असे कुत्रे प्रशिक्षित करणे, त्यांची देखभाल करणे अत्यंत खर्चीक असते.                                                                  सजीवांच्या नाकावर म्हणजे गंधेन्द्रियावर संशोधन करून इलेक्ट्रॉनिक नाकाची क्षमता वाढवण्याकरता संशोधन सुरू आहे. इलेक्ट्रॉनिक नाक हे सुरक्षित असावे आणि त्याचा उपयोग माणसाच्या आरोग्य रक्षणासाठी व्हावा म्हणून प्रयत्न सुरू आहेत. या संशोधनात ‘कटींग एज’ तंत्रज्ञान वापरले आहे. Nose – computer – interface असे त्याचे नाव आहे. येथे नोज म्हणजे मेंदूतील ऑलफॅक्टरी बल्ब – गंधकंद – संगणक यांचे संमिलन. यात उंदराच्या मेंदूतील गंधकंदाकडून संदेश संगणकाकडे पाठवले जातात; त्याच प्रमाणे संगणकाकडून संदेश गंधकंदाकडे पाठवले जातात. याकरता एक इलेक्ट्रोड उंदराच्या गंधकंदांत टोचलेला असतो आणि त्याचे दुसरे टोक संगणकाला जोडलेले असते. उंदराला निरनिराळी रसायने हुंगायला देतात. त्याचे जे संदेश गंधकंदांत तयार होतात ते इलेक्ट्रोडद्वारे संगणकात येतात. संगणकात त्या संदेशांचे उकलन होते आणि ते संगणकात साठवले जाते. याचा उपयोग कृत्रिम बुद्धिमत्ता वापरून विविध गंध ओळखण्याकरता होईल असे सुलभतेने सांगता येईल. मेंदूतील गंधसंवेदन यापेक्षा खूपच गुंतागुंतीचे आहे, हे संशोधन तिकडे जाण्याचे पहिले पाऊल आहे.