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一项发表于《科学进展》的最新研究揭示了人类与小鼠在嗅觉处理上惊人的相似性，表明哺乳动物可能共享一套进化上保守的神经计时系统。尽管小鼠以每秒多次的快速嗅闻探索环境，而人类通常以缓慢、有意的呼吸闻嗅，但两项互补的西北大学研究发现，大脑处理气味的基本机制可能并无二致。

小鼠的主动嗅闻：非反射性的感官采样

在第一项研究中，由Mang Gao和John M. Barrett领导的团队开发了机器人多摄像头系统，追踪自由活动小鼠在觅食和进食过程中的呼吸、头部和前爪运动。他们发现，当小鼠将食物举至鼻前时，会进行一次精确计时的嗅闻，而非继续快速嗅闻。这种嗅闻与头部位置和前爪动作协调一致，形成一种类似人类将食物凑近鼻子检查的行为。值得注意的是，当研究人员破坏小鼠的嗅觉时，这种单次嗅闻行为并未消失，只有沉默运动皮层（负责随意运动的脑区）后，行为才停止。这表明该行为是主动的感官采样，而非对气味的被动反射。Gao博士指出：“这意味着小鼠嗅闻食物时，并非对气味的反射性反应，而是主动的、有目的的感官采样行为。”这是首次在啮齿动物自然觅食中记录到这种主动嗅闻行为。

人类嗅觉的θ振荡：单次呼吸中的快速处理

第二项研究从人类角度切入。Christina Zelano实验室的团队采用微创高精度技术，直接记录健康志愿者嗅球的电活动。志愿者进行一次有意的吸气，即可触发低频脑电波——θ振荡（2-8 Hz），其频率与小鼠快速嗅闻的节奏相匹配。这意味着人类大脑无需将每次θ周期与呼吸对应，一次缓慢吸气即可激活多个内部处理周期，在单次嗅闻中快速组织和分析气味信息。共同作者Qiaohan Yang解释：“在啮齿动物中，嗅闻和θ活动紧密融合，难以区分；而人类较慢的呼吸速率将它们分离，揭示θ振荡是独立产生的节律，一次吸气即可触发。”该研究首次在人类嗅球中记录到这种与小鼠相似的神经振荡，证实了跨物种保守的嗅觉处理时间窗口。

进化保守的嗅觉机制与疾病关联

两项研究共同表明，进化并未为人类发明全新的嗅觉系统，而是保留了核心设计，并调整其在不同呼吸模式下的运作方式。这种相似性对理解嗅觉障碍具有重要意义，因为嗅闻变化与自闭症、阿尔茨海默病和帕金森病相关。第一作者Andrew Sheriff强调：“了解我们拥有进化保守的机制，有助于理解哺乳动物大脑如何工作，最终帮助理解病理状态下的功能失调。”研究还揭示了运动皮层在主动嗅闻中的关键作用，为嗅觉的主动感知理论提供了新证据。这些发现不仅深化了对嗅觉神经机制的理解，也为开发针对嗅觉异常的诊断工具和干预策略奠定了基础。