相对于身体大小来说，鸟类和哺乳动物的大脑比爬行动物和其他动物大10倍。为什么呢？有人说是因为始祖哺乳动物是夜行动物，提高听力比提高视力更重要。也有人认为，哺乳动物的大脑之所以比较大，是因为许多早期的哺乳动物在缩小体积的时候，他们的大脑未能按比例缩小。

本文來自PanSci泛科学网，作者为 葉綠舒

《科学》5月20日论文摘要

想分享科技新鲜事，跟大伙儿谈论热点话题背后的科学？却懒得写长文章，或不知怎么参与？现在可以编译短文或写原创小文章，投稿给资讯频道，与大家共享信息。  详情 >>

人类的嗅觉远不如视觉强大，但新的研究发现提示嗅觉会明显影响视觉。

7月1日在线发表于《当代生物学》的研究结果显示，你的视觉感知会因为闻到的气味而改变。

过去发现了视觉与听觉、触觉之间的联系，"但是嗅觉也能影响视觉这个结果更具有震撼力，"澳大利亚新南威尔士大学的认知神经科学家约尔·皮尔森说道，"人们认为嗅觉是一种比较古老的感觉；它是相当原始的。"皮尔森说，因为"目前占主导地位的感觉是视觉"，所以人们可能不会想到嗅觉对于视觉会有多大影响。

这篇研究论文的作者是中国科学院的心理学家周雯。她解释说，人类能将来自所有各个感觉通道的信息统合，形成关于外界的图像，但"根据信息的可靠性"，对每个感觉通道给予不同的"权重"。"嗅觉得到的权重很可能小于视觉。"

为了确定嗅觉对于视觉信息处理有何影响，周雯和同事让受试者观看两个不同的图像（一朵玫瑰花或两支记号笔），每只眼睛看一个图像--这种测试被称为“双眼竞争”。因为大脑不能同时处理互相冲突的信号刺激，所以受试者会看到两个图像交替出现。然后研究团队将图像与特定的气味配对（玫瑰气味或记号笔气味），发现受试者看到与气味匹配的图像的时间长于与气味不匹配的图像。这个结果说明，大脑将视觉和嗅觉这两种感觉输入统合了起来。

研究人员进一步通过实验显示了这些自动产生的刺激的统合现象。他们让受试者的一个眼睛看两个图像之一，但开始时，给另一个眼睛看闪烁的光亮，使他们不能明确地看清这个图像。但是当图像伴有相应的气味时，受试者很快就能看清图像了。因为受试者在闻到气味前不能看清玫瑰或记号笔，所以这个过程看来不是由于意识的作用而发生的。

皮尔森说："这个研究告诉我们，大脑的信号是如何产生联系的，完全不同的感觉通道传来的信息如何交互，从而让我们更全面地看到世界的图像。"

当然，"这只是一个行为学研究，"周雯说道。"如果能搞清楚嗅觉与视觉统合的神经机制，那才真的漂亮呢。"有意思的是，这两个系统在大脑中的位置相隔遥远--视觉信号处理主要是在大脑后部的视皮层，而嗅觉则是在大脑前部的嗅球。"（统合的发生）具体在哪里还不完全清楚，"她说，"研究来自这两个感觉通道的信息在大脑的哪个部分会合真的（将会）非常有意思。

消息来源：《科学家》网站7月1日报道、《当代生物学》7月1日论文摘要

图片来自 《科学家》网站

崔略商 编译，renard 审稿

蓝光也可以很美味？对，虽然你无法闻到，但是可以让基因改造过的果蝇幼虫很是享受。让我们来看看德国鲁尔波鸿大学(Ruhr-Universitaet Bochum)的科学家们是如何做到的。

研究团队激活幼虫的28个嗅觉神经元中的单个受体神经元，小家伙就获得了这种感知。一般情况下幼虫会对光线避之不及，但基因改造版幼虫非但不想逃跑，还会在蓝光的刺激下嗅到阵阵的香蕉、杏仁蛋白软糖或者黏胶味，对它来说，这些存在于腐败水果中的味道极具吸引力。试想下，即使你不喜欢太明亮的地方，可是你愿意离开飘着各种香味的布菲台吗？来自波鸿（Bochum）与格丁根（Gottingen）的研究团队在Klemens Störtkuhl教授的主持下工作，希望能深入了解神经网络的处理过程。他们的发现已经在《神经行为学前沿》（Frontiers in Neuroscience Behavior）杂志上发表。

散发“美味”的光线

这些体长仅有一毫米的基因改造果蝇幼虫，其体内的嗅觉神经元被光线激活后能制造蛋白质。研究者们能用遗传标记选择28个细胞中的任意一个作为最终受光激活的细胞。被波长480纳米的蓝光所激活的神经元发送出一个电信号，幼虫便感到自己嗅到了气味。Störtkuhl教授解释说他们可以让光线激活那些通常对应着幼虫厌恶气味的嗅觉细胞，随后幼虫就会产生厌光性反应；反之也可以让光线激活那些感受香味的细胞，呃，香蕉味再次降临……这个实验显示出通过把光活化蛋白插入神经元，完全能够让基因改造过的果蝇幼虫在光刺激下产生嗅觉感受，一改未经基因改造的幼虫一般会躲避光线的行为。

被实验却没有被伤害

此外，研究者们还能用电生理手段定量这一效应。纤细的电极能检测到被光激活的神经元所释放的信号，并能一路跟踪神经信号传输到大脑的全过程，因此让研究者们可以非侵入性地观察神经网络。Störtkuhl教授指出这一方法具有极大优势，可以在动物活体上不造成伤害地进行测试。研究者们希望能深入了解整个网络以及大脑的行为模式。另外需要指出的是，基因改造过的果蝇幼虫正常的嗅觉感受未被影响。

不同的动物，同样的原理

研究者们现在正计划利用同样的原理在成体果蝇上继续进一步研究，给它们注入光活化蛋白来让单独的目标大脑神经元产生反应。这一成功应用的方法如今已在其他模式生物身上推广开来，其他实验室，包括鲁尔波鸿大学的另一个工作组就走得更远，他们已经开始在老鼠身上开展研究了。

消息来源：sciencedaily网站5月26日报道、《神经行为学前沿》论文摘要

图片来自 sciencedaily网站

游识猷 编译，拟南芥 审稿

我们听说过一目十行，过目不忘，这是视觉对记忆的帮助；也知道很多盲人朋友有超强的听力，能惟妙惟肖的模仿很多名人的声音，这是听觉对记忆的帮助。似乎我们很少将气味、嗅觉和记忆联系在一起。难道嗅觉也会帮助记忆？这是真实的吗，还只是我们的一种幻觉？答案可能出乎我们的意料，这一切不是天方夜谭，最近，科学家发现在我们的记忆过程中，气味起了至关重要的一种帮助作用。甚至可以夸张的说，我们是靠气味来记忆的。

美国的科学家针对小鼠进行了一个有趣而又很说明问题的实验，他们让这些小家伙在睡眠状态下记住一些特定的气味，比如它们喜欢的食物的味道，其他小鼠的气味等等，之所以选择小鼠睡着的时候，是为了排除其他的干扰因素。因为小鼠醒的时候会有视觉味觉触觉等一起帮助记忆，在这个实验中要排除这些，单独考察嗅觉的作用。当小鼠清醒后，科学家观察到，小鼠在接触到特定的那些气味时，表现出了异常的行为动作。更加特别的是，科学家又通过仪器检测了小鼠大脑中负责记忆的部分，观察了相关理化数据的变化，进一步从微观的细胞水平来验证气味是否帮助记忆的产生。实验结果也印证了小鼠在睡着接触气味时，大脑中的神经元接通了记忆存储体，将睡眠时闻到的味道输送并储存到了大脑中的特定区域。醒来后，这种气味带来的记忆依然非常有效。证实了小鼠确实记住了睡眠时的气味，也就是说，气味在记忆的形成中起着关键作用。

这很好地解释了为什么我们的回忆很多都是和气味连接在一起的。当闻到某一种味道时会突然想起以前的一些事情，比如端起一杯香热的巧克力饮料，想起了最初品尝巧克力的情景，将一块黑褐色的糖放入嘴中，浓浓的滑滑的，有一些甜蜜和温馨；再比如，夏天在暴雨来临之前，浓郁的泥土和小草味道，会不会让你回忆起小时候因为没有拿伞被大雨淋透的感觉，甚至串联起回家挨揍的记忆，屁股上还有点火辣辣的痛。而当我们想起过年，鼻腔里是不是也会有厚厚的爆竹烟火味道，仿佛立马置身于热闹的大年夜。尤其是在社交活动中，我们经常会因为某一种味道想起一个熟悉的人，甚至是几十年没见的老朋友。

气味帮助记忆的例子其实不少，最突出的当数一片一歌。一片是《闻香识女人》。老牌明星艾尔•帕西诺主演退伍军人史法兰中校，在一次意外事故中双眼被炸瞎，长期的失明生活使得史法兰中校对听觉和嗅觉异常敏感，尤其是嗅觉，他凭着女人使用的香水味道，不仅能说出香水的牌子，甚至能道出对方的外形，甚至头发、眼睛的颜色及嘴唇的细节。艾尔•帕西诺精湛的演技不仅帮助他第6次获奥斯卡金像奖提名，并最终获得1993年第65届奥斯卡最佳男主角奖，登上了影帝宝座，更是淋漓尽致的贴合了闻香识女人的主题，表现了气味如何能帮助一个人深刻的记忆，特别是在社交场合，究竟靠什么记住了周围的人，毫无疑问，这是对气味帮助记忆的绝好阐释。而另一个好例子就是国产的一首歌--《味道》。当你在夜深人静的时候，关上卧室的灯，闭着眼睛躺在床上，婉转幽咽，由辛晓琪来倾情演绎，配上她那独特的嗓音，把无奈、思念、哀怨都演绎得丝丝入扣。相信每个人都不会忘记其中的那两句："想念你白色袜子/和你身上的味道/我想念你的吻/和手指淡淡烟草味道/记忆中曾被爱的味道。"虽然歌曲中一直没有出现歌手所期待的男主角，但歌词分明是通过这种种味道将一个男人的形象刻画的丰满真实，无疑是用气味来代替了人物，代替了令歌者难以磨灭的一段记忆。

气味和记忆都是比较神秘的事情，长久以来，人们对其中的机制知之甚少。嗅觉是人类出现最早的感觉，作为五官中重要的一环，却一直是最神秘的一环。人们主要通过视觉和听觉来接受海量的信息来认识世界并获取谋生手段，相比之下，嗅觉生理学的作用并不被人重视。人能够辨识和记得近5000种气味，据说，训练有素的香水品评师甚至能分辨上万种气味。但直至上世纪80年代，嗅觉的机制, 都始终是块未知的领域。尤其是当整个生物学都已经跨入了分子生物学的时代，但在嗅觉领域，从分子和细胞水平对嗅觉的认识和研究却依然十分原始和很落后,投身于其中的科学工作者也是屈指可数的。直到1991年4月5日，《细胞》杂志刊发了理查德・阿克塞尔(Richard AxeL,1964)和琳达・巴克(Linda B.Buck,1947)联合署名的一篇经典性论文《一个新的多基因家族可能编码气味受体:气味识别的分子基础》。被科学家普遍认为是研究气味机制的奠基性著作。在随后十余年的研究中，这两位科学家逐渐从分子的水平揭示了人们接受气味并将其存储于大脑的机制，并最终获得了2004年诺贝尔生理学或医学奖。人们接受气味的原理类似于生物化学领域酶学中的锁钥原理，说起来十分形象，就是把气体看做一把钥匙，而我们嗅觉系统中接受气体的部位就是一把锁。不同的钥匙来开启不同的锁，一一对应，因为气体有上千种，所以气体受体也是一个庞大的家族。两位科学家所揭示的原理主要依据学术界的"气体立体化学理论"--是在众多的嗅觉气体分子识别理论中最为普遍流行和被人们肯定的。这一理论最早可追溯到2000多年前的古罗马，古罗马著名哲学家卢克莱修（Titus Lucretius Carus，约前99-前55）曾在其科学诗篇《物性论》（De Rerum Natura）中提出了所谓的立体化学论。1949年，苏格兰的科学家蒙克里夫（R.W.Monorieff）于其著作《气味是什么》中首次提出了气体立体化学理论，阿蒙（John Arnoore）发展并倡导了该理论（《气味的分子基础》，1970），该理论较为合理地解释了气体分子与气味受体如何相互作用，使其被世人广泛接受。阿克塞尔和巴克于上世纪末在气味受体的基因定位方面的杰出工作不仅进一步肯定了气体立体化学理论，也基本阐释清楚了嗅觉的分子机制，取得了令人激动的突破性进展。

在搞明白嗅觉机制后，人们也开始更加深入地探索嗅觉与大脑功能区的联系。嗅觉器官既是人的头号感觉器官，也是最早形成的器官。它与大脑的关系比我们想得还要亲密。因为大脑中掌管思维的那部分在进化过程中正是从掌管嗅觉的脑区发展出来的。甚至可以推断，正是嗅觉刺激了最早的原始鱼类的进化,使它嗅觉神经束上的一小块嗅觉组织进化为大脑。

人的嗅觉与大脑联系最直接的部位称为边缘系统(Limbic System)，是扁桃腺及海马回，负责将讯息加以解析，是情绪和大量个性化行为的控制中心，记忆中枢。来自嗅觉神经球的信息通过神经冲动传导到边缘系统，也就是说，气味刺激与记忆材料有非常紧密的连结,气味的刺激可以提高边缘系统的兴奋程度,从而提高记忆效果。

好了，是不是感觉原理的解释总是有点复杂，那就让我们来理顺一下气味和记忆的关系--气味分子在空气中被专门负责站岗侦测的气味受体所捕获，这些气味受体分布于嗅觉细胞上，作为敬业的哨兵，气味受体具有高度的专一性，同一类型的受体只能够对少数种类的气味分子感兴趣。它们将捕获的气味交给嗅觉细胞，然后经由四通八达的神经突起将讯息直接传递到边缘系统，由大脑最后将所有接收到的资讯汇编整理，并加以存储，而且这种通过气味得到的记忆因为嗅觉与大脑的非常关系而变得更加深刻。于是，我们可以通过一个简单而独特的气味回忆起几十年前的情景，或者喜悦或者悲痛。这也就是为什么我们因为一个坏水果吃坏肚子，几年后闻到这股味道依然会勾起那段痛苦的回忆，打心底厌恶，甚至会不由自主地大吐酸水。

气味帮助记忆的研究只是空中楼阁？是一个理论上的空洞研究吗？非也非也，科学家注意到了这一研究的重要实际价值，而且也已经在充分利用这一有趣并重要的联系，首先能想到的就是医学价值--法国上塞纳省卡尔什市医院的嗅觉治疗实验室已开始尝试通过气味治疗法帮助患者寻找失去的记忆。有一些病人因大脑受外伤失忆，而治疗这类病人的失忆症是医疗界的一个难题。科学家利用了气味帮助记忆的原理，通过一定的气味帮助患者恢复某些回忆。这家实验室拥有强大的后方支援--在硬件方面，世界著名的专业从事香味研究和制造的IFF集团提供了二百多种气味以供研究治疗。而他们的智囊团，则是上文提到的两位诺贝尔奖获得者。这家医院准备的气味多种多样，有各种植物香味、食品的味道、自然界的气息，还有我们不是很喜欢的汽油、煤气等味道，以及一些非常特别的气味，比如死老鼠的味道。针对不同的患者，先去了解每个人的背景和生活，对周围的人和事，现在和过去的经历做一个详细的收集，然后进一步的分析，从而选择最能激发其记忆的气味来展开治疗。作为法国第一家嗅觉治疗实验室，此项工作具有极大的挑战性和前瞻性，虽然困难重重，但每一例成功的案例，每一次当患者找回一点一滴的记忆都是莫大的鼓励，而且事实证明，这一治疗方案也已取得了很好的治疗效果。

对于我们普通人来说，气味和记忆的关系也有着很大的指导作用。这体现在日常的交往中，尤其是恋人中。当参加相亲的双方想给对方留下一个好印象，让对方牢记自己，除了穿着和言谈举止之外，可能被我们忽视的气味却是最重要的。美国西北大学的研究人员发现，人们在初次见面时，左右着第一印象，决定你在对方心目中地位的关键是自己的味道，哪怕是极其微弱的味道。如果你想让对方牢牢记住自己，并顺利开始下一次的交往，那么，让自己闻起来顺鼻则相当重要。

而对已开始交往一段时间的恋人，则已经熟悉了彼此的味道，气味在对方记忆中的作用更加显著。德国心理学家沃勒发现了"气味慰藉"现象。他调查了208名年轻男女，当男友离开或不在时，三分之二的女孩穿过对方的衣服睡觉，通过男友衣服的味道来保持男友在身边的感觉。而高达五分之四的女孩会通过嗅闻对方的衣服取得快感。科学家也证实，对于两地分居或已分手多年的恋人，或许很多重要的事情都已经淡忘了，但彼此的体味却会深深地印刻在脑海中。

我们在影视及文学作品中经常看到这样的片段：当已婚男女感情出轨时，对方一般都是从发现对方身体味道的变化开始的，这说明每个人的嗅觉已经适应了对方的体味，而且对气味的识别能力很强，一点点的变化也很敏感。

另外，对于我们的同学朋友，还有一个小实验可以试试，或许对我们的学习有所帮助。科学家通过实验证实，在睡眠时给予一定的气味刺激暗示，可以重新激活白天的新记忆，并将这些记忆进一步巩固。也就是说，当我们睡着的时候，在屋里摆上一盆鲜花或者喷洒一点香水，或许可以帮助我们来巩固白天学习的知识，加强学习效率。

基于以上的研究以及重要的意义，派生出了一个全新的学科--香味学，这是一个介于心理学、生理学、化学和社会学等学科之间的新的边缘学科。此学科着重研究香气对人体情绪状态和行为方式的影响,目前越来越受到重视, 即将成为最有前途的热门学科。