Zmyslové vnímanie pomáha človeku orientovať sa v priestore a rozpoznávať svoje okolie a jeho vlastnosti, čeliť jeho nástrahám, vychutnávať jeho krásu a učiť sa svojou skúsenosťou. Počas tisícročí vývoja človeka sa do popredia dostali zrak a sluch, pričom ďalšie tri zmysly, čuch, chuť a hmat, majú v tomto procese menší význam, hlavne v porovnaní s ostatnými živočíchmi. Najmä čuch má práve u zvierat často najvýznamnejšiu rolu. Na čuchovej báze si mnohé živočíchy vyberajú svojich partnerov, vymedzujú svoje teritórium alebo rozpoznávajú svojich nepriateľov. Samičky mnohých druhov vylučujú zo špecifických žliaz do okolia telesné pachy, takzvané feromóny, ktorými bývajú samci ovplyvnení a priťahovaní k potenciálnym partnerom. Je známe, že napríklad samček istého druhu mole dokáže detekovať stopové koncentrácie samičích feromónov v prostredí až na vzdialenosť niekoľkých míľ. Táto vlastnosť však niekedy býva pre samčeka osudnou. Americký vedec Philip Callahan zistil, že svetlo sviečky ovplyvňuje receptory tejto mole na takmer rovnakom princípe ako samičie feromóny, preto sú samčekovia priťahovaní plameňom, a to máva pre nich smrteľné následky.

Okrem vzbudzovania sexuálneho záujmu slúžia pachy pre živočíchov aj ako obranná zbraň. Typickým príkladom je skunk alebo tchor, ktorí pri nebezpečenstve zasiahnu nepriateľa zapáchajúcou tekutinou a tým potenciálneho zabijaka odradia. Isté druhy hmyzu svojho nepriateľa najskôr omráčia podobnou tekutinou a ak sa tento nevzdá a neutečie, až potom prídu k slovu žihadlá a klepetá.

Rôzne živočíšne druhy si svojím pachom vyznačujú svoje teritórium, ako napríklad istý druh antilopy, alebo psy. Mravec vie podľa pachovej stopy, ktorou značí svoju cestu, nájsť svoje mravenisko aj na vzdialenosť niekoľkých stoviek metrov. Veľmi významný je čuch pre zvieratá pri snahe o zachovanie života. Napríklad je známe, že mláďa srny nevydáva žiaden pach, čím je chránené pred predátormi. Nielen títo sa však pri hľadaní potravy orientujú čuchom, včely ho využívajú pri hľadaní rozkvitnutých kvetov a supy zase na míle zacítia čerstvú krv.

Vo všeobecnosti sa predpokladalo, že tieto prchavé molekuly musia byť plynné, aby sme ich zacítili. Podľa tohto predpokladu by však látky v tekutom skupenstve nevydávali žiadne pachy, ani keby sa priamo dotýkali čuchových receptorov. Ernst Weber, psychológ pôsobiaci v 19. storočí, spravil pokus na dokázanie tohto predpokladu – nalial si parfém do nosných dierok. Pretože nič necítil, predpokladal správnosť svojich záverov. V súčasnosti sa usudzuje, že si týmto pokusom poškodil receptory, a preto nič necítil. Presnejším výskumom sa zistilo, že čuchové receptorové bunky sú obalené tukovými čiastočkami, a absorbujú látky v tukoch rozpustné. Z tohto vedci usúdili, že rozpustnosť prchavých čiastočiek v tuku je tým skutočným predpokladom pre látku na to, aby bola vnímateľná čuchom.

Doteraz ešte nikto nebol schopný určiť všetky takéto vlastnosti a tento problém pravdepodobne úzko súvisí s otázkou klasifikácie a stanovenia takzvaných základných pachov. Predpokladá sa, že podobne ako chute (kyslá, sladká, slaná, horká), alebo farby (modrá, zelená, žltá, červená), pachy sa dajú zaradiť do určitých kategórií a tým pomôcť určiť chemické vlastnosti spoločné pre predstaviteľov jednotlivých kategórií. Vedci sa však pri stanovovaní týchto kategórií rozchádzajú.

Schémou najpodobnejšou Newtonovmu farebnému kruhu je Henningov pachový hranol. Túto schému použil tiež profesor Tomáš Pardel vo svojej monografii Psychológia z roku 1982 (obr. 1).

Na určenie počtu základných pachov Henning použil dve procedúry. Najprv poučil pokusné osoby, aby slovne opísali rôzne pachy, ktoré im postupne po jednom prezentoval. Potom dal týmto osobám niekoľko sád rôzne zapáchajúcich látok a požiadal ich, aby tieto zoradili do skupín podľa príbuznosti pachov. Otestoval viac ako 400 rôznych pachov a podľa výsledkov zostavil svoj hranol. Každý z nich zodpovedá určitému bodu na povrchu tohto hranola, umiestneného podľa príbuznosti s niektorým zo základných šiestich vrcholových pachov. Vnútro hranola je duté, čiže žiaden pach sa nenachádza vo vnútri.

Pachy nachádzajúce sa na hranách Henningovho hranola predstavujú tie, ktoré sa podobajú obom vrcholom danej hrany, neznamená to však, že pri zmiešaní týchto vrcholov dostaneme práve tento pach, naopak, pri zmiešaní rôznych pachov budú jednotlivé zložky viac alebo menej rozpoznateľné vo výslednej látke, na rozdiel od farieb, ktoré po zmiešaní vytvoria farbu úplne inú, častokrát neumožňujúcu rozoznať komponenty, z ktorých sme ju namiešali.

Henningov hranol poskytuje veľmi užitočný nástroj na klasifikáciu pachov, ale nie je presný. Máloktorí ľudia vedia zaradiť pachy práve do šiestich skupín. Je veľmi pravdepodobné, že Henning neodhadol správne počet základných pachov a niektorí vedci ho tiež obviňujú z použitia nízkeho počtu pokusných osôb. Iní vedci sa pokúšali zostaviť podobné skupiny pachov podľa istých spoločných znakov, všetky tieto pokusy však mali spoločnú jednu vlastnosť – všetky kategórie boli vždy stanovené na základe subjektívnych dojmov zostavovateľa daného modelu, čím bolo znemožnené použitie tej ktorej schémy v širokom meradle.

Tento problém sa podarilo prekonať metódou nazvanou Multidimensional Scaling (Viacrozmerné škálovanie). Bola vyvinutá psychologičkou Susan Schiffmanovou. Namiesto používania termínov na opísanie rôznych pachov použila metódu porovnávania jednotlivých pachov navzájom a ich zoraďovania podľa príbuznosti. Tieto podobnosti sa potom používajú na rozmiestnenie pachov v geometrickom útvare nazvanom pachový priestor. Vzdialenosti medzi jednotlivými pachmi určujú ich vzájomnú podobnosť, respektíve odlišnosť.

Pri skúmaní vlastností pachov umiestnených blízko seba vedci zistili, že rôzne tvary molekúl sú absorbované rôznymi receptormi, na princípe tzv. zámku a kľúča (lock-and-key model). Na základe tohto zistenia predpokladali, že podobný tvar molekuly vyvolá tiež podobný pachový vnem. Analýza Susan Schiffmanovej však dokázala, že tento predpoklad je mylný, nezistila žiadnu súvislosť v tvare molekúl s podobnosťou pachov jednotlivých látok.

Anatomické zloženie čuchových receptorov je u človeka v princípe rovnaké ako u zvierat ako napríklad u psa, ktorý má v porovnaní s človekom niekoľko stokrát lepší čuch. U človeka sú čuchové receptory umiestnené na pomerne malej oblasti v horných častiach nosa, ktorú voláme čuchový epitel. Samotné bunky receptorov sú oválneho tvaru a každá z nich má výčnelok, tzv. čuchovú tyčinku, natiahnutú smerom k povrchu epitelu a tiež axon napojený na mozog. Čuchová tyčinka siaha k povrchu epitelu a tam sa rozširuje a formuje do uzlíka. Z tohto uzlíka vyčnievajú cílie, čuchové vlákna, ktoré sú obklopené sekrétom vylučovaným žľazami nachádzajúcimi sa iba v nosových dutinách.

Stále však nie sú úplne podrobne známe mechanizmy, ako čuchové podnety vyvolávajú impulz v receptoroch. Podnetom sú zrejme prchavé čiastočky vo vzduchu. Pri vdychu sú tieto čiastočky vtiahnuté do nozdier a cirkulujú cez nosové dutiny. Pri výdychu sú zase vylúčené nazad do vzduchu. Tieto procesy sa dajú urýchliť popoťahovaním nosom (prijímanie stimulov) alebo kýchaním (vylučovanie). Pri normálnom dýchaní sa k receptorom obyčajne dostanú približne 2 % pachových čiastočiek.

Výpary – nositelia pachov sa do nosovej dutiny môžu tiež dostať cez ústa, cirkulovaním cez hrdlo. Obidve tieto cesty, cez nozdry a cez ústa, vedú do tej istej oblasti. Je ale zvláštne, že pachové vnemy prijímané týmito cestami sa častokrát líšia, napríklad rôzne druhy syrov majú dosť odpudzujúci zápach a vraj majú vynikajúcu chuť. Tomuto javu hovoríme čuchová disparita.

Čo je to vlastne čuchová citlivosť? Je to schopnosť zistiť prítomnosť nejakej látky podľa pachu, nie nutne tiež identifikácia tohto pachu alebo látky. Čuchová citlivosť sa líši u jednotlivých ľudí a pre rôzne pachy. Závisí od viacerých faktorov, ako napríklad vek, denná doba, pohlavie. Starší ľudia a muži sú vo všeobecnosti menej citliví, ráno dokážeme detekovať slabé pachy vo vzduchu lepšie ako večer, a podobne. Citlivosť na pachy sa obyčajne zvýši, keď sme hladní. Fajčiari alebo ľudia často sa vyskytujúci v zafajčenom prostredí mávajú čuchovú citlivosť slabšiu. Je dokázané, že ľudia so slabými alebo úplne zaniknutými tzv. hlavnými zmyslami (zrak, sluch) majú čuch vyvinutejší ako neoslabení jedinci.

Niekedy môžeme zacítiť nejaký pach, pre ktorý v skutočnosti neexistuje stimulus. Tento jav voláme čuchové halucinácie, častokrát sprevádzajú niektoré psychické poruchy alebo choroby, ale niekedy môžu byť pozorované aj pri obyčajnej chrípke alebo iných vírusových ochoreniach. Predpokladá sa, že niektoré vírusy môžu poškodiť bunky v čuchovom epiteli a tým spôsobiť ich nesprávne fungovanie, ktoré môže byť trvalé alebo dočasné. Niekedy ale môže ísť len o jedinečnú kombináciu niektorých pachov vytvárajúcu nám dovtedy neznámy typ, ktorý môže pôsobiť mätúco.

Ľudské zmysly majú schopnosť adaptácie – prispôsobenia sa podmienkam, v ktorých organizmus existuje. Táto schopnosť platí aj pre čuch. V niektorých zamestnaniach práve táto vlastnosť býva prekážkou, napríklad v parfumérskom priemysle, alebo vo vinárstve alebo v iných oblastiach, kde je dôležité rozlišovať drobné odlišnosti v chuti či vôni. Pri iných zamestnaniach je to naopak výhoda, napríklad čističi kanalizácií určite oceňujú necitlivosť svojich receptorov voči zápachu odpadu.

Adaptácia nie je trvalá, pokiaľ nedôjde k poškodeniu receptorov, a obyčajne sa rôzne látky líšia dobou, za ktorú sa organizmus prispôsobí na tú ktorú látku. Dr. Pardel uvádza príklady – adaptácia na zápach jódu 60 sekúnd, gáfru 1,5 minúty, syra až 8 minút... Na obnovenie čuchovej citlivosti je taktiež potrebný istý čas, minimálne 3 minúty. Niekedy dochádza k tzv. krížovej adaptácii, keď prílišné vystavenie jednej látke spôsobí necitlivosť alebo zníženú citlivosť na látku inú, väčšinou však vydávajúcu podobný zápach.

Okrem krížovej adaptácie môžu rôzne pachy navzájom na seba pôsobiť, keď sú navzájom zmiešané. Jedlo pripravené z viacerých aromatických vhodne skombinovaných zložiek môže mať lahodnejšiu vôňu ako ktorákoľvek jeho zložka samostatne, rovnako princípy parfémov sú založené na miešaní rôznych vôní. Pachy však nie sú aditívne, to znamená, viac zložiek niekedy nevytvorí intenzívnejší pach, ale naopak, niektoré majú schopnosť potláčať ostatné.

Jednou zo zaujímavých a významných vlastností čuchu je, že do značnej miery ovplyvňuje ďalší z ľudských zmyslov – chuť. Je až pozoruhodné, ako málo látok je človek schopný rozoznať len za pomoci chuti, teda so zablokovaným čuchom. Napríklad viaceré druhy ovocia alebo zeleniny sa asi nelíšia až tak, ako si myslíme, pretože pri rôznych pokusoch experimentálne skupiny neboli schopné rozoznať práve jednotlivé druhy ovocí od seba. Podobne ťažko identifikovateľné sú napríklad káva, čokoláda, osladená voda (vody s rôznymi príchuťami na báze cukrovej vody).