湖北科学家探究嗅觉之谜

大脑如何在瞬息万变的环境中准确感知气味？中科院武汉物理与数学研究所最近的研究结果发现，嗅觉系统的第一中枢——嗅球——在脑不同的运行状态下对气味的响应总强度大致相同，说明人或动物对气味的分别并不是在嗅球完成，可能是在更高级的嗅觉中枢实现。

这一研究成果，3月22日发表于美国科学院院刊，并入选为封面文章之一。耶鲁大学FahmeedHyder教授专门撰文评论该成果。除中科院武汉物数所外，武汉光电国家实验室和湖北第二师范学院也参与了该研究。

据论文作者之一李安安博士介绍，该结果从另一方面来看，嗅球能把不同脑状态下获取的嗅觉信息真实可靠地送到更高级中枢。

相对于科学界对视觉与听觉的深入研究，嗅觉研究相对较少。嗅觉对于动物早期生存，寻找食物和配偶，认知猎物和天敌，都非常重要。嗅觉也明显地影响人类的生理心理及社会行为。中科院武汉物数所嗅觉神经生物学课题组重点研究对象是嗅球——在嗅觉的信息编码、处理和传送过程中占有重要地位的脑区。

课题组通过对麻醉深度的操控，使动物大脑处于不同的运行状态，并记录两种状态下嗅球对气味刺激的反应。结果发现，嗅球中的神经总活动和神经元放电频率分布，在气味刺激后与各自基线相比均发生明显改变，但气味刺激后两种状态之间相比，并无明显差别。进一步的实验证实，大脑在不同状态下，一种尚待研究的神经机制可确保对气味准确编码，将外界气味信息可靠地传递到嗅球，形成相应的嗅觉感知。

此成果对于人们进一步了解感觉系统，如何在不同条件下完成高保真的信息输入，有积极作用。

中科院武汉物数所李安安博士说，“在自然界并不存在气味，只存在具有不同化学结构的分子，气味是这些化学分子经过人类大脑处理后的一种主观感受。”

科学研究已证实，幼鼠在出生后，是通过嗅觉寻找母亲的乳头吸吮乳汁。通过转基因操作失去正常嗅觉功能的幼鼠，往往因不能找到母亲的乳头而饿死。

老鼠并不是因为看见了猫而害怕，而是因为闻到了猫身上的气味。有实验证实，老鼠只有闻到了猫的气味才会逃跑。通过转基因操作失去正常嗅觉功能的老鼠竟然敢于亲吻猫。

不同的动物嗅觉灵敏度相差很大。有的狗可以探测到几公里以外的气味，地震搜救少不了它们的帮助。和多数四脚动物相比，人类嗅觉较差。遗传学研究表明，在小鼠中约有1300个嗅觉受体基因，其中约1100个发挥作用，人类约有1000个嗅觉受体基因，只有350个发挥作用。

人类相对较差的嗅觉能力还可能跟身体直立有关，国外研究者作过试验，让志愿者匍匐在地，辨识气味的能力大大增强。

嗅觉也与很多疾病相关，如糖尿病患者嗅觉功能较差；癫痫患者在发作之前，有时会产生嗅觉幻象；原本嗅觉灵敏的人嗅觉降低，可能与帕金森症或老年痴呆症有关。