大脑如何在瞬息万变的环境中准确感知气味？中国科学院武汉物理与数学研究所的最新研究发现，嗅觉系统的第一中枢——嗅球——在不同脑运行状态下对气味的响应总强度大致相同，表明气味识别并非在嗅球完成，而可能是在更高级的嗅觉中枢实现。

该研究成果于3月22日发表于《美国科学院院刊》（PNAS），并入选为封面文章之一。耶鲁大学Fahmeed Hyder教授专门撰文评论。除中科院武汉物数所外，武汉光电国家实验室和湖北第二师范学院也参与了研究。

据论文作者之一李安安博士介绍，这一结果从另一方面表明，嗅球能将不同脑状态下获取的嗅觉信息真实可靠地传递至更高级中枢。

相对于视觉与听觉的深入研究，嗅觉研究相对较少。嗅觉对于动物早期生存、寻找食物和配偶、认知猎物和天敌至关重要，也显著影响人类的生理心理及社会行为。中科院武汉物数所嗅觉神经生物学课题组重点研究嗅球——在嗅觉信息编码、处理和传递中占有重要地位的脑区。

课题组通过操控麻醉深度，使动物大脑处于不同运行状态，并记录两种状态下嗅球对气味刺激的反应。结果发现，嗅球中的神经总活动和神经元放电频率分布在气味刺激后与各自基线相比均发生明显改变，但两种状态之间相比并无显著差异。进一步实验证实，大脑在不同状态下，一种尚待研究的神经机制可确保对气味准确编码，将外界气味信息可靠地传递到嗅球，形成相应的嗅觉感知。

此成果有助于人们进一步了解感觉系统如何在不同条件下完成高保真的信息输入。

李安安博士指出：“在自然界并不存在气味，只存在具有不同化学结构的分子，气味是这些化学分子经过人类大脑处理后的一种主观感受。”

科学研究已证实，幼鼠在出生后通过嗅觉寻找母亲乳头吸吮乳汁。通过转基因操作失去正常嗅觉功能的幼鼠，往往因不能找到母亲乳头而饿死。老鼠并非因看见猫而害怕，而是因闻到猫的气味。实验证实，老鼠只有闻到猫的气味才会逃跑；失去正常嗅觉功能的老鼠甚至敢于亲吻猫。

不同动物的嗅觉灵敏度差异巨大。有的狗可探测几公里以外的气味，地震搜救中不可或缺。与多数四脚动物相比，人类嗅觉较差。遗传学研究表明，小鼠约有1300个嗅觉受体基因，其中约1100个发挥作用；人类约有1000个嗅觉受体基因，仅350个发挥作用。人类相对较差的嗅觉能力还可能跟身体直立有关，国外研究者实验发现，志愿者匍匐在地时辨识气味的能力显著增强。

嗅觉也与多种疾病相关，如糖尿病患者嗅觉功能较差；癫痫患者在发作前有时会产生嗅觉幻象；原本嗅觉灵敏的人嗅觉降低，可能与帕金森症或阿尔茨海默病有关。