@Ohad Zivony

嗅觉是自然界哺乳动物最重要的感官之一，它可以对存在潜在威胁的气味进行判断并及时反应。

对于人类来说，对嗅觉可以产生反应的器官约占人脑的5%，它可以帮助我们区分数百万种不同气味，当气味信号从鼻子吸入后，大脑将在100～150毫秒内做出反应。

之前，瑞典卡罗林斯卡医学院发表在《美国国家科学院院刊》的最新研究表示，人类对难闻的、存在潜在危险的气味能够优先做出快速预警。

▎研究背景

嗅球是端脑皮质的一部分，与大脑中神经系统的重要中枢部分直接连接，可以帮助我们识别和检测气味。

长久以来，科学家一直没有发现人类是如何识别难闻的气味并将其转化为规避行为的神经机制，其中一个原因是缺乏非侵入性的方法来测量来自嗅球的信号。

去年，卡罗林斯卡医学院研究人员开发出一种方法，可以测量嗅球发出的信号。

他们进行了3个实验来分析大脑对气味的反应。在这三个实验中，参与者被要求对六种不同气味的体验感进行打分。

从位于眉毛正上方的4个电极上记录了6种不同价态气味诱发的神经信号，并与64个脑电图(EEG)头皮电极结合，从OB中提取源空间电球图(EBG)信号。

结果显示，嗅球对难闻气味反应迅速，并在大约300毫秒内向运动皮层发出信号。研究人员表示，该信号会使人无意识地向后倾斜，以此远离气味源。

人类通过嗅觉识别危险的能力很重要，且该能力不是通过视觉和听觉介导，而是无意识的能力。

▎研究介绍

近日，一种特别发明的气味传递设备，以及对头皮记录的脑电图的基于机器学习的分析，使研究人员能够看到气味在大脑中何时何地被处理。

研究发现，大脑中的气味信息在被处理的早期阶段与感知无关，但当感知后来发生时，不愉快的气味比愉快的气味被处理得更快。

嗅觉问题可能是神经退行性疾病的早期症状，因此揭示更多的嗅觉神经基础有助于将来更好地理解这些疾病。

一杯热咖啡的香味是否能帮助你以正确的方式开始新的一天？还是你受不了强烈的，令人陶醉的东西？

根据一项新的研究，大脑处理早晨饮料气味的速度可能取决于你是否认为这种气味令人愉快。

东京大学的一个团队发明了一种特殊的设备，可以准确及时地传递10种不同的气味。这些气味被施加给参与者，他们戴着无创头皮记录脑电图(EEG)帽，记录大脑内部的信号，评价自己的愉悦度。

随后，该小组能够使用基于机器学习的计算机分析来处理脑电数据，以高时间分辨率看到气味范围在大脑中何时何地被处理。

东京大学农业和生命科学研究生院的博士生加藤表示，我们很惊讶可以从非常早期的脑电图反应中检测到气味的信号，在气味产生后100毫秒内就能检测到，这表明气味信息在大脑中的表征发生得很快。

大脑对气味的检测发生在受试者有意识地感知气味之前，直到几百毫秒后才发生。

加藤的研究表明，感知的不同方面，特别是气味的愉悦性、不愉快性和质量，通过不同的空间和时间皮层处理出现。

同样来自农业和生命科学研究生院的项目副教授雅子表示，大脑中不愉快的表现比愉快和感知质量更早出现。

@Lucid Eve

当难闻的气味（如腐烂的气味）出现时，参与者的大脑早在发病后300毫秒就能将它们与中性或令人愉快的气味区分开来。

然而，令人愉快的气味（如花香和果香）在大脑中的表现直到500毫秒后才出现。

从气味开始后的600-850毫秒，大脑中涉及情绪、语义（语言）和记忆处理的重要区域变得最受关注。

▎研究结果对难闻气味的早期感知可能是对潜在危险的早期预警系统。研究人员表示，每个感觉系统对中枢神经系统的方式因感觉方式（气味、光线、声音、味觉、压力和温度）而异。

阐明大脑中嗅觉（气味）感知何时何地出现有助于我们理解嗅觉系统是如何工作的。这项研究具有更广泛的方法学意义。例如，人们不知道头皮记录的脑电图能让我们评估早在100毫秒内的气味表现。

这种关于大脑如何处理气味的高时间分辨率成像可能是未来更好地理解神经退行性疾病机制的基石，如帕金森病和阿尔茨海默病，在这些疾病中，嗅觉功能障碍是一个早期预警信号。

该小组接下来会进行进一步的研究。加藤表示，在我们的日常生活中，气味和视觉等其他感官信息一起被感知，每一种感觉都会影响另一种感觉。本研究结果为未来全面揭示跨感觉模态调节的神经机制提供了新的线索和思路。

@butzzimotion

▎结语

气味与记忆之间几乎同步的联系被称为「普鲁斯特效应」，以作家马塞尔·普鲁斯特（Marcel Proust）的姓氏命名，他的文学作品以嗅觉记忆为特色，经常将其作为自传叙述的主要媒介。

普鲁斯特效应由科学家、社会学家克雷蒂安·范·坎彭（Cretien van Campen）定义：过去的记忆非自愿的、感官诱导的、生动的、情绪化的重现。

这听上去就像是一次旅行，但它是非常常见的，将我们生活中或好或坏的记忆联系在一起。

普鲁斯特将记忆行为认定为一种创造，而不是重新创造；是积极的、富有创造性的对一些事件进行组合，而不是整体记忆机械性地撤退。

无论是否刻意，我们都在不断重写历史。只要我们的感觉与我们同在，或许气味与记忆之间无形的联系就意味着我们不太可能改变嗅觉记忆的真相。

脑友互动

#你有没有闻到一种味道，就忽然回忆起一段记忆的经历？#

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参考资料：https://www.humanbrainproject.eu/en/follow-hbp/news/2022/05/25/the-brains-mechanisms-for-vision-depend-on-other-senses/；https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2114966119；https://thefifthsense.i-d.co/zh_cn/articles/anosmia-and-memory/；https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2101209118