一项新的研究表明,我们的嗅觉在遇到危险时候发出警告非常及时有效。
一项新的研究表明,我们的嗅觉在遇到危险时候发出警告非常及时有效。
瑞典卡罗林斯卡研究所的研究人员进行的两项实验的结果表明,我们鼻子深处的气味检测神经在检测到不良气味的那一刻就开始处理它们,从而触发我们的身体做出更快速的反应。
考虑到这一点与我们的视觉和听觉系统形成对比,视觉和听觉系统将感官反应发送到大脑内部的专门单元进行处理,延迟身体行动所需的时间。
考虑到我们在很大程度上依赖视觉和声音来导航我们的世界,这可能会让人感到意外。然而,对于动物王国的许多其他成员来说,快速嗅到最微妙的气味可以在进食和逃跑之间产生重大影响。
对啮齿动物的研究已经证明,那束嗅觉神经(也称为嗅球)可以像大脑一样。例如,这组神经元不仅是气味的信息传递者,还可以根据习得的和先天的反应主动对刺激进行分类。
在涉及潜在危险情况时尤其如此。当您即将吃到有毒的食物时,或者更糟的是,已经嗅到一口有毒的烟雾时,您不想浪费宝贵的一毫秒的时间来计算您的反应。
然而,在大鼠和小鼠身上发生的事情对人类来说可能不一定正确。数百万年的进化甚至将我们与最亲近的同类区分开来,那么我们的嗅球还没有退化呢?
为了测试它,该研究团队招募了 19 名据称健康的非吸烟者来快速嗅闻六种不同的气味。
一些东西比如如芳樟醇或带有水果气味的丁酸乙酯香水,被认为是相对宜人的。其他的,比如二乙基二硫醚的大蒜味,通常没有那么吸引人。
研究人员多次向志愿者展示每种气味,并使用脑电图无创测量嗅球的反应性。这不仅给了他们反应的时间,还让他们评估了神经产生的两种不同类型的“脑电波”。
一种是伽马波——我们依赖于注意力和记忆的快速处理波。第二个是稍微慢一点的 β 波,这是一种在深思熟虑的决策过程中利用的大脑活动的振荡。
这两种波在我们的鼻神经元附近的存在意味着香味刺激我们的嗅球的那一刻,它就开始准备大脑的其他部分——比如我们的运动皮层——开始行动。
在另外测试的 21 名志愿者的第二个实验中,该团队测试了这种热身是否转化为实际的身体反应。
两种好闻的气味——草莓和香芹酮(一种在薄荷和莳萝中发现的精油)——与令人不快的鱼腥味和乙硫醇的卷心菜臭味相比较。闻一闻后,志愿者的动作被测量,以了解气味需要多长时间才能让他们做出身体反应。
将数据放在一起,很明显我们的嗅球以不同的速度处理令人愉快和威胁的气味。被难闻的气味击中,我们只需要半秒钟就可以抽身离开。如果不是那么糟糕,我们会慢慢来。
但是在那半秒内发生了很多事情。在气味到达鼻子的 250 毫秒内,两种不同的脑电波“耦合”以协调反应。
如果气味被认为是一种威胁,则会更早地发出信号,大约需要 150 毫秒才能到达运动皮层。否则,生成消息可能需要更长的时间。
卡罗林斯卡研究所临床神经科学系的生物学家 Johan Lundström说: “很明显,嗅球对不良气味做出了特别而迅速的反应,并在大约 300 毫秒内向运动皮层发送了直接信号。”
研究测量了视觉和听觉从反应到行动过程时间哪个更快;对声音的反应大约需要 150 毫秒,对视觉的反应不到 200 毫秒。
虽然我们可能需要更长时间才能从难闻的气味中逃走,但如果我们的嗅球还没有分解信号,则可能需要更长的时间。
Lundström说: “结果表明,我们的嗅觉对于我们发现附近危险的能力很重要,而且这种能力在很大程度上比我们对视觉和听觉介导的危险的反应更加无意识。”
这意味着我们相信我们的鼻子还是发挥了重要作用。
这项研究发表在PNAS 上。