图片来源：pixabay嗅觉有着跨越时空的能力，无论是茉莉花的甜美香味，或是藻类潮湿的气息，都仿佛在倏忽间将人带回到了童年的家，或是带去遥远海岸燃烧的阳光下。气味和地点之间的这种联系在人类认知中似乎根深蒂固，但这两者在大脑中是如何联系在一起的呢？近期日发表在《自然》（Nature）期刊上的一项研究提出了一个潜在解释。嗅觉与空间之间的神经联结该研究的第一作者CindyPoo说：“气味分子本身并不携带空间信息。但野生动物利用气味进行空间导航和记忆，这使它们能够找到食物等重要的资源。我们想了解这些行为的神经基础，因此我们决定研究大脑如何将嗅觉和空间信息结合起来。”研究人员专注于对初级嗅觉皮层的研究。葡萄牙尚帕利莫未知中心（ChampalimaudCentreFortheUnknown）的首席研究员、该研究的资深作者ZacharyMainen说：“嗅觉系统在感官中是独一无二的，只有嗅觉与参与记忆和导航的海马系统有直接的相互联系。”海马神经元以“位置细胞”而闻名。每个细胞在环境中的特定位置活化，这些神经元共同编码整个区域，高效地创建了空间的神经图谱。科学家们从大鼠身上发现了海马位置细胞，进而产生了年的诺贝尔生理学或医学奖。这一结果是如此可靠，以至于科学家只需观察这些细胞的活动就可以判断出动物的位置。Poo说：“我们知道海马系统向初级嗅觉皮层发送信号，所以我们怀疑这个大脑区域的功能可能不止是辨别不同的气味。”测试嗅觉神经元为了验证这个想法，研究人员为嗅觉灵敏的小鼠设计了一个难题。让小鼠在一个加号形状的迷宫的四端嗅取气味样本，然后根据气味找到隐藏奖励的位置。Poo解释说：“在这项任务中，小鼠必须学习并记住气味和位置的准确关联。”图片来源：DiogoMatias,ChampalimaudFoundation当动物们解决这个难题时，研究人员监测了初级嗅觉皮层的后梨状皮质神经元的活动。Mainen解释说：“神经元通过电脉冲进行交流，通过记录大脑该区域中数百个神经元发出的电信号，我们解码出特定神经元负责的活动。例如，当动物闻到特定的气味时，或者当它处于迷宫中的某个位置时，这些神经元是否变得活跃。”Poo说：“结果超乎我们的预期。我们预测，嗅觉皮层的部分神经元可能会在一定程度上与定位相关。然而，通过仔细研究动物在迷宫中导航时嗅觉皮层神经元的活动，我们发现这些神经元已经掌握了整个环境图谱。嗅觉神经元编码空间图谱研究人员发现了大量类似于海马体细胞的神经元，当小鼠处于迷宫中的特定位置时，这些神经元就活跃起来。有趣的是，这一图谱并未均匀地覆盖整个环境。而在很大程度上仅限于迷宫中具有行为意义的地点：动物体验气味并获得奖励的位置。Mainen补充道：“动物似乎会通过经历认识到重要的位置，并将它们编入图谱中。值得注意的是，即使小鼠只是四处走动而不参与任务，嗅觉系统中的这些细胞也会在没有气味存在的情况下开始在特定位置做出反应。”空间的气味图片来源：pixabay这一机制就是我们形成记忆，将某些气味与特定的地点联系起来的方式吗？Poo提出：“我们发现一些神经元对气味有反应，而另一些神经元对位置有反应，还有一些神经元在不同程度上对这两种类型的信息都有反应。所有这些不同的神经元混合在一起，并可能相互连接。由此可以推测，我们可以通过这个神经网络的活动来激活嗅觉空间关联。”Mainen称：“这项研究也为了解感官如何服务于导航和记忆打开了一扇新的窗口。人类更依赖视觉地标而不是气味，但很可能我们如何记住去过的地方和到达要去的地方，也是基于非常相似的原理。”翻译：刘羽畅审校：戚译引引进来源：ChampalimaudCentreFortheUnknown本文来自：中国数字科技馆
