脑机启侦 | 人类气味感知的神经元机制（10.11）
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当我们失去嗅觉时，才会意识到嗅觉的重要性：食物变得索然无味，我们也无法对烟雾等危险气味做出反应。为此，波恩大学和亚琛工业大学的研究人员首次对人类嗅觉感知的神经机制进行了研究，相关成果已发表于《自然》杂志。这项研究填补了动物与人类嗅觉研究之间长期存在的知识空白。
研究介绍在大脑中，单个神经细胞能够识别气味，并对特定物体（如香蕉）的气味、图像和文字做出特定反应。之前，功能性磁共振成像（fMRI）等成像技术已揭示了人类大脑中哪些区域参与嗅觉感知，但这些方法无法从单个神经细胞这一基础层面研究嗅觉。
波恩大学癫痫学系及跨学科研究领域“生命与健康”成员、联合通讯作者弗洛里安·莫尔曼教授表示：“因此，我们对嗅觉处理的细胞层面理解主要基于动物研究，而这些结果能在多大程度上应用于人类，一直不明确。”
莫尔曼教授的研究小组首次成功记录了嗅觉过程中单个神经细胞的活动。这得益于与欧洲最大的癫痫中心之一——波恩大学医院癫痫诊所的患者合作，这些患者因诊断需要在大脑中植入了电极。他们需要在此期间判断出令他们愉快和不愉快的气味，如陈腐的鱼味。
波恩大学莫尔曼教授工作组的博士生、第一作者马塞尔·克尔表示：“我们发现，人类大脑中的单个神经细胞会对气味做出反应。根据其活动情况，大脑能够准确预测正在闻哪种气味。”
测量结果显示，初级嗅觉皮层（解剖学上称为梨状皮层）等不同大脑区域，以及内侧颞叶的一些特定区域（尤其是杏仁核、海马体和内嗅皮层）参与了特定任务。嗅觉皮层中神经细胞的活动最准确地预测了所闻气味，而海马体中神经元的活动能够预测气味是否被正确识别。只有参与情绪处理的杏仁核中的神经细胞，会根据气味是被感知为愉快还是不愉快而做出不同反应。
研究意义在后续研究中，研究人员调查了气味感知与图像之间的关联。为此，他们向波恩研究的参与者展示了与每种气味相匹配的图像，例如香蕉的气味和随后的照片，并检查了神经元的反应。令人惊讶的是，初级嗅觉皮层中的神经细胞不仅能对气味做出反应，还对图像做出相应的感知。
亚琛工业大学生物学二所联合通讯作者马克·施佩尔教授表示：“这表明，人类嗅觉皮层的功能远远超出了单纯的气味感知。”
研究人员发现了对特定物体（如香蕉）的气味、图像和文字做出反应的单个神经细胞，这一发现表明，语义信息在人类嗅觉处理的早期阶段就被处理了。研究结果不仅证实了数十年的动物研究结果，还显示了不同大脑区域如何参与特定的人类嗅觉处理功能。
莫尔曼教授表示：“这项研究对于破解人类嗅觉密码具有重要意义。人们需要在这一领域开展进一步研究，日后开发出像眼镜或助听器一样的日常嗅觉辅助设备。”
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