Фізіологи та інженери з Університету штату Пенсільванія та Єльського університету роздрукували на 3D-принтері максимально точну тривимірну модель повітряних шляхів у людини - від ніздрей до трахеї. З її допомогою вони зуміли пояснити, як людина відчуває смак їжі, об'єднуючи смакові відчуття з нюхливими, і при цьому пахучі речовини не забираються з потоком повітря в легені. Роботу опубліковано в журналі.
Відомо, що сприйняття смаку будь-якої їжі у людини складається не тільки зі смакових і тактильних відчуттів на рецепторах мови, а й нюшних, забезпечуваних запахом летючих речовин. Для того щоб відчути «смак» їжі повною мірою, вона повинна дійти до задньої стінки горлянки, мигдалин і надгортанника. Там також розташовані смакові рецептори, а летючі речовини легко потрапляють у порожнину носа. Однак донедавна залишалося незрозумілим, чому пахучі речовини не забираються потоком вдихуваного в легені повітря. Жодного клапана, що контролює цей процес у ковтку виявлено не було.
Щоб розкрити цю загадку, вчені зібрали безліч даних, отриманих за допомогою рентгенівської комп'ютерної томографії. Завдяки допомозі двох рентгенологів дослідникам вдалося створити максимально детальну комп'ютерну 3D-модель дихальних шляхів, що включає навіть дуже дрібні і незначні деталі і структури. Потім цю модель роздрукували на 3D-принтері. На роздрукованій моделі вчені провели серію експериментів, імітуючи процес дихання під час знаходження пережованої їжі в ковтку.
З'ясувалося, що при вдиху структури ротоглотки створюють як би повітряну завісу, яка формує тимчасову порожнину, що утримує летючі речовини всередині неї. Це запобігає їх переміщенню з основним потоком повітря в трахею і, потім, в легені. Водночас, при видиху, повітря навпаки проходить крізь цю «віртуальну» порожнину, дозволяючи летючим речовинам максимально ефективно дістатися до нюшних рецепторів.
Найкраще весь описаний процес функціонує при нешвидкому, але регулярному потоці повітря, що відповідає спокійному рівному диханню. Тому щоб насолодитися їжею сповна, не треба їсти на ходу (а тим більше на бігу) або запихавшись.