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美国科学家为人类嗅觉正名:谁说弱爆了?别和狗比闻尿就好了

澎湃新闻见习记者 虞涵棋
2017-05-12 21:53
来源:澎湃新闻
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如果你曾在几年前路过美国加州大学伯克利分校的校园,可能会看到一幅奇景:一些学生身着罩衫,戴着眼罩、耳塞和手套,四肢着地,沿着草地上一条10米左右、由巧克力画成的蜿蜒线条爬行。这可不是在玩什么 “真心话大冒险”,而是在进行一项科学研究:人到底能不能像狗那样,光凭嗅觉就能追踪?

这项研究成果最终发表在了《自然-神经科学》期刊上。研究人员发现,在32名学生中,三分之二的人都能在三次以内成功追踪巧克力痕迹。而在接受几天的训练后,被试者均提高了追踪的速度,降低了路径的偏离幅度。经测量发现,被试者追踪速度越快,呼吸频度就越高——就像狗鼻子会很快地扇动一样。当然了,他们还没有达到狗鼻子一秒呼吸6次的频率。

加州大学伯克利分校的人类嗅觉追踪实验 本文图片均来自 《科学》期刊

实验还发现了一个有趣的现象:当被试者被堵住了一只鼻孔,追踪的速度和准确度都下降了。这暗示就像人的两只耳朵和两只眼睛结合起来有在听觉、视觉上定位的功能一样,两只鼻孔也是能辅助嗅觉定位的。人们之前一般不会想到这方面去,因为两只鼻孔实在是靠得太近了。

这项研究最吸引人的地方,就是对一个未经深度研究就被默认的事实提出了质疑:和其他动物比起来,人类的嗅觉真的弱爆了么?

美国罗格斯大学(Rutgers University)的神经科学家约翰·麦根(John McGann)于当地时间5月11日发表在《科学》期刊上的一篇综述性文章,就辟谣这个流传了一百多年的“假新闻”。他回顾了过去数年的多项研究指出,人类几乎能靠嗅觉分辨出所有挥发性物质,嗅觉起码在哺乳动物中处于正常水平。和其他以嗅觉闻名的动物,比如啮齿类和犬类比起来,人类会在一些特定物质上的嗅觉灵敏度胜出。

人类和鼠类大脑中的嗅球

麦根最想强调的是,因为嗅觉弱会显得人类更“特殊”这一偏见,此前学界并未对人类的嗅觉研究给予足够的重视。

流传一百多年的误区

麦根梳理文献后指出,“人类嗅觉弱爆了”这一误区始于19世纪法国解剖学家、人类学家布罗卡(Paul Broca)。他的爱好是对比不同动物的大脑。布罗卡对比后发现,嗅球(大脑中处理嗅觉信号的第一站)在人脑中占比非常小(0.01%)。比起来,鼠类的嗅球要占到大脑的2%。布罗卡由此得出结论:人的嗅觉比其他动物弱多了。他把动物分成嗅觉动物和非嗅觉动物,接着把人类和完全没有嗅球的海豚归到了后一类。

嗅球在不同动物大脑中的占比

而布罗卡对此作出的解释是:人类不太依赖嗅觉,一般来讲,动物需要依赖嗅觉做的事情都是比较“脏”、比较动物性的,比如说交配行为。这个观点后来也影响了奥地利著名心理学家弗洛伊德。弗洛伊德就认为嗅觉是比较动物性的,随人长大后变得理性,嗅觉也会被闲置。

麦根指出,这一误会已经流传了150多年了,有些甚至被写进了教科书。关于人类嗅觉研究,他希望首先要走出第一步,打破这些谣言。他认为,布罗卡是在试图寻找人脑里赋予人类自由意志的一部分,以区分人类与其他动物。“人类得是特殊的,这个想法给了他压力。”麦根评价道。

鼠类和人类嗅球中的神经元数量差不多

然而,麦根认为布罗卡的逻辑是有问题的。虽然嗅球在人脑中的相对比重小于啮齿类,但人类嗅球的绝对大小并不输给啮齿类。事实上,鼠类和人类嗅球中的神经元数量差不多是一样的。麦根告诉《华盛顿邮报》,研究人类嗅觉的科学家会说,“人类嗅觉当然很出色啦!”

“人类嗅觉当然很出色啦!”

此前人们认为人类大概能分辨出1万种气味。但一项研究指出,人类能分辨出气味达到1万亿种。麦根发现,事实上很难找出两种人类无法区别的气味。

而关于嗅觉灵敏度,麦根指出这其实是一个相对的问题。犬类、鼠类对某些气味更敏感,而人类对另一些气味更敏感。比如,人类对香蕉油(乙酸戊酯)的嗅觉敏感度和犬类差不多。而人类对人类血液中的一种成分的嗅觉敏感度要高于啮齿类。

另一项研究则测试了人类、蛛猴和老鼠对6种含硫物质嗅觉的阈值,发现其中2种是人类最敏感,另4种是老鼠最敏感。

这种区别可能是由嗅觉接收器的基因差异决定的,也可能会受到该物种的感官环境和生态位点的影响。

不过,有一个问题是,研究者们很难找到一个量化的指标对不同的气味进行分类,就像频率之于声音一样。你要怎么把香蕉味、血腥味和咖啡味进行排序呢?只有品酒师会干类似的事。

麦根就怀疑,虽然很多狗的嗅觉非常出色,在救援和缉私活动中仿佛超级英雄,甚至可以分辨出消防栓上的尿液属于哪只同胞,然而,人类在鉴别葡萄酒的气味上的表现可能会超过狗。“这在未来可以做个试验。”麦根说道。

神奇的嗅觉

在麦根看来,“嗅觉”其实很神奇,未必比其他感觉简单。在现实世界上,绝大数气味都是混合体。咖啡的香味中混合了大约150种可以被人类识别的气味,但是,人们这时就不会嗅到这150种气味,只是嗅到“咖啡味”。这个过程可比识别咖啡杯的形状或者听出咖啡厅放的那首歌复杂多了。

咖啡的香味中混合了大约150种可以被人类识别的气味

此外,生活中我们也经常会被嗅觉唤起记忆。科学家们发现,不像其他感觉会经由丘脑这个中转站,人类的嗅觉信号会由嗅球直接传输到处理区域,还会被传输到涉及情感和记忆的杏仁体和海马体。

嗅觉甚至会传染情绪。2009年的一项研究表明,如果一个人嗅到了另一个焦虑的人身上的气味,自己也可能变得焦虑。一种解释是,在嗅到别人的气味时,人们接受到了对方传递的化学信号,因而也“感同身受”。

越来越多证据表明,失去嗅觉的人的心理健康会受到影响。人们的抑郁症倾向会增加,对人际关系的感知也会转变。某些上呼吸道感染或创伤刺激就会导致嗅觉丧失。然而,麦根说道,如果你去看医生,告诉他你失去嗅觉了,医生只会耸耸肩说一句,“你好惨”。麦根认为,人类目前对嗅觉的认识还太少了,这个领域其实大有可为。而这一切,首先要从重视嗅觉研究开始。

    校对:丁晓
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