熟悉程度与浓度对嗅觉感知脑激活模式的影响

《Behavioral and Brain Functions》：Familiarity and concentration- based intensity shape spatial patterns of odor-evoked brain activation

　　

摘要

嗅觉感知既受气味物质的物理特性影响，也受先前的嗅觉经验影响。已知气味的熟悉程度和基于浓度的感知强度会改变神经反应；然而，关于在不同熟悉程度和感知强度条件下嗅觉诱发的脑激活方式的变化尚知之甚少。我们使用功能性磁共振成像（fMRI）技术，研究了被动嗅觉感知过程中的特定条件激活模式以及脑与行为之间的关系。63名健康的年轻女性参与了一项2×2因子结构的fMRI实验，实验中包含了低浓度和高浓度下的熟悉气味和不熟悉气味。气味通过计算机控制的嗅觉仪进行输入，参与者在扫描过程中对感知到的气味强度和由气味引发的记忆强度进行了评分。全脑分析用于描述不同条件下的激活图谱和条件间的直接对比，而感兴趣区域（ROI）分析则重点关注与嗅觉、边缘系统及记忆相关的脑区。所有气味条件都会激活嗅觉、边缘系统、 frontal（前额叶）、parietal（顶叶）和cerebellar（小脑）区域的脑区。直接对比显示，在frontal和parietal区域，低浓度的不熟悉气味引起的激活强度高于低浓度的熟悉气味，这表明当微弱的气味信号无法与已建立的气味表征相匹配时，需要更多的评估处理。此外，低浓度的不熟悉气味在precuneus（楔前叶）和supramarginal/angular（楔角叶）区域的激活强度也高于高浓度的不熟悉气味。脑与行为分析仅在低浓度下的熟悉气味中显示出显著关联，此时主观记忆强度与双侧海马旁区的激活呈负相关。这些发现表明，气味的熟悉程度和基于浓度的强度共同影响了特定条件下的嗅觉诱发的脑激活模式，特别是低浓度的熟悉气味揭示了气味引发的记忆体验与内侧颞叶反应之间的选择性关联。