体内模型研究“嗅觉”的个体差异性

老鼠在闻到一种气味之前(上)和之后(下)鼻子中嗅觉神经元活动的变化被记录为光强度的变化。

　　

闻一闻刚倒的葡萄酒，主流的科学思想认为，你闻到的香味是你将所感知的个别香味进行叠加的结果。然而，最新研究表明，鼻子对气味的处理是一个更复杂的过程，一些反应被增强了，而另一些则取决于气味的存在而被抑制了。

在哺乳动物中，嗅觉首先是通过鼻子中一种叫做嗅觉神经元的特殊细胞末端的感受器来检测的。这些神经元中的每一个都只有一种受体，而这些受体是有差异的，人类有大约400种，老鼠有1000种左右。

虽然大脑对感官信息的处理对于辨别和合成气味非常重要，但对于气味首先在鼻子中被检测到的过程，人们仍然知之甚少。

九州大学医学科学研究院教授Takeshi Imai领导的研究小组利用最近开发的技术，高度敏感地记录活体老鼠鼻子中受体的反应，现已发表在《Cell Reports》上，对鼻子神经元对气味及其混合物的反应有了更深入的了解。

“以前人们认为每种气味都会‘激活’一组特定的受体，而鼻子神经元对气味混合物的反应只是对每种成分反应的简单总和，但现在我们在老鼠身上有证据表明情况并非如此，”该论文的主要作者Shigenori Inagaki说。

研究人员通过基因改造使神经元发出绿光，光的强度取决于内部钙离子的数量——一种活动指标——在吸收激发光后，研究人员用双光子显微镜敏感地记录老鼠鼻子中神经元的反应。

根据这些记录，Imai的研究小组发现，气味不仅可以激活而且可以抑制老鼠鼻子中神经元的反应，这表明在信号到达嗅球或大脑进行进一步处理之前，发生了复杂的相互作用。此外，他们的实验表明，混合气味通常会通过协同作用增强反应，尤其是在相对较低浓度时，相反，喜好在高浓度时通过拮抗作用抑制反应。

这项研究揭示的抑制和增强过程可以解释为什么气味混合物从其成分中产生截然不同的感知结果，这种理解有助于开发合理设计嗅觉体验的方法。

“这些结果表明，我们对气味的感知从鼻子被发现的那一刻起就在调整，”Imai解释道。“或许，这些发现可能解释了少量气味的添加是如何对感知到的香味产生如此大的影响的，或者一杯葡萄酒中不同种类的气味分子是如何产生和谐和谐的。”

原文检索：Widespread Inhibition, Antagonism, and Synergy in Mouse Olfactory Sensory Neurons In Vivo

（生物通：伍松）