PNAS:嗅觉是我们最快速的预警系统

【字体: 时间:2021年10月17日 来源:Proceedings of the National Academy of Sciences

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  探测潜在威胁的能力和对气味的反应是我们和其他哺乳动物生存的先决条件。瑞典卡罗林斯卡学院的研究人员利用一项新技术,研究了当中枢神经系统判断一种气味代表危险时,大脑中发生了什么。这项发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的研究表明,与不愉快或不安相关的负面气味比正面气味更早被处理,并引发身体回避反应。

  

探测潜在威胁的能力和对气味的反应是我们和其他哺乳动物生存的先决条件。瑞典卡罗林斯卡学院的研究人员利用一项新技术,研究了当中枢神经系统判断一种气味代表危险时,大脑中发生了什么。这项研究发表在PNAS研究表明,与不愉快或不安相关的负面气味比正面气味更早被处理,并引发身体回避反应。

该研究的第一作者、卡罗林斯卡医学院临床神经科学系的研究员Behzad Iravani说:“长期以来,人类对与危险相关的难闻气味的回避反应一直被视为一种有意识的认知过程,但我们的研究首次表明,这是无意识的,而且非常迅速。”

嗅觉器官约占人类大脑的5%,使我们能够区分数百万种不同的气味。这些气味中的很大一部分都与对我们健康和生存的威胁有关,比如化学物质和腐烂的食物。通过鼻子吸入后,气味信号会在100到150毫秒内到达大脑。

所有生物的生存都取决于它们躲避危险和寻求回报的能力。对于人类来说,嗅觉在探测潜在的有害刺激和做出反应方面似乎尤为重要。

人类将难闻的气味转化为逃避行为的神经机制,长期以来一直是个谜。原因之一是缺乏非侵入性的方法测量信号从嗅球的第一部分嗅脑(字面意思就是“鼻子大脑”)直接(单突触的)连接的重要的中央部分神经系统,可以帮助我们发现和记得威胁和危险情况和物质。

卡罗林斯卡学院的研究人员现在已经开发出一种方法,首次使测量来自人类嗅球的信号成为可能。人类嗅球处理气味,然后将信号传递给大脑中控制运动和回避行为的部分。

他们的结果是基于三个实验得出的。在这三个实验中,参与者被要求评价他们对六种不同气味的体验,有些是正面的,有些是负面的,同时测量了嗅球对每种气味做出反应时的电生理活动。

这项研究的最后作者、卡罗林斯卡医学院临床神经科学系副教授Johan Lundstrm说:“很明显,嗅球对负面气味反应特别迅速,并在大约300毫秒内向运动皮层发送直接信号。”“这种信号会让人无意识地向后倾斜,远离气味的来源。”

他继续说:

“研究结果表明,我们的嗅觉对我们探测附近危险的能力很重要,而这种能力在很大程度上是无意识的,而不是由视觉和听觉介导的对危险的反应。”

发表论文:

“The human olfactory bulb processes odorvalence representation and cues motor avoidance behavior”, Behzad Iravani, Martin Schaefer, Donald A. Wilson, Artin Arshamian, Johan N. Lundström. PNAS, Proceedings of the National Academy of Sciences, online October 19, 2021, doi: 10.1073/pnas.2101209118.

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