Nat Neurosci | 鼻子如何不认错味道？ 纽约大学揭示嗅球不受浓淡干扰辨别气味的神经机制

你有没有想过，同一杯咖啡，刚冲好是咖啡味，放凉了浓度变了，还是咖啡味。这对你来说理所当然，但对大脑来说，却是一个巨大的挑战。

嗅觉受体细胞对浓度其实非常敏感，理论上，嗅觉受体细胞对浓度高度敏感，浓度变化应该导致完全不同的神经信号。但现实中，你从来不会把浓咖啡闻成茶。大脑究竟是怎么做到无视浓度，只认气味身份的？

2026年4月13日，纽约大学格罗斯曼医学院Dmitry Rinberg、Shy Shoham团队在《Nature Neuroscience》上发表的研究《 Rapid temporal processing in the olfactory bulb underlies concentration-invariant odor identification and signal decorrelation 》，第一次揭开了这个“嗅觉恒常性”的秘密：

该研究发现嗅球通过快速时间滤波机制：吸气初期被激活的神经元，携带的是“气味身份证”，这部分信号在不同浓度下高度稳定；而后期被激活的信号，会被嗅球内部的抑制网络直接屏蔽。

该机制实现气味识别不受浓度干扰、不同气味信号快速去相关，解答了嗅觉如何稳定辨味的核心问题。

早期信号最稳定，是气味的“身份证”

研究者用双光子钙成像和呼吸同步气味递送，在清醒小鼠上实时记录嗅球中肾小球和僧帽/丛状细胞（MTCs）的活动。结果发现了一个规律：气味激活肾小球和MTCs有明确的先后顺序；最早被激活的细胞，在不同浓度下信号高度一致；后期被激活的细胞，信号随浓度大幅变化。

根据这个规律，团队把细胞分成两类：

稳定型：高浓度和低浓度都有反应，全部集中在吸气初期；

不稳定型：只在一种浓度有反应，潜伏期更长

因此，嗅觉系统只提取最早的信号当气味身份标签，后期信号直接忽略。

30-40毫秒的时间窗口决定信号能否通过

肾小球是信号输入站，MTCs 是输出站，二者传递有严格时间窗口。

吸气开始后约 30–40 毫秒是兴奋窗口期，只有这个时段被激活的肾小球，才能顺利驱动 MTCs 产生兴奋信号；窗口期过后，嗅球内部抑制网络启动，后续激活的肾小球就算信号强，也没法让 MTCs 兴奋，反而被抑制。

因此，时间窗口决定了哪些气味信息能被传递到大脑。

抑制网络是时间滤波器的核心

这种时间滤波由嗅球的侧向抑制实现，早期激活的肾小球会启动抑制神经元，快速阻断后期输入。

团队用气味混合实验验证发现，先被激活的肾小球会压制后激活的，即使后激活的信号更强，也无法逆袭；这说明时间滤波是通用规则，不是个别细胞的特例，也解释了小鼠能快速辨味、不受浓度干扰的神经基础。

全文总结

本文解析了小鼠嗅球的信号处理逻辑：

吸气开始 → 气味分子到达嗅觉受体 → 肾小球按时间顺序被激活 →前30-40毫秒内激活的肾小球通过兴奋窗口 → 驱动MTCs产生信号 → 传递到大脑 →识别气味。

窗口期过后 → 侧向抑制网络启动 → 后期激活的肾小球被抑制 → 信号被屏蔽。

因此，这套机制让动物在气味浓度波动时仍稳定识别气味，还能快速区分相似气味，揭示了嗅觉皮层前处理的关键编码原则。

小编寄语：

嗅觉恒常性（无视浓度波动稳定识别气味）是嗅觉系统最基础、也最神秘的能力之一。

纽约大学格罗斯曼医学院Dmitry Rinberg、Shy Shoham团队的这项研究，首次从神经回路层面给出了答案：大脑不关心一个气味有多浓，它只关心这个气味来得有多快。通过时间滤波机制，嗅球在信号到达皮层之前，就完成了最关键的预处理：提取身份，过滤噪音。

这不仅让动物能在复杂多变的环境中稳定识别气味，还能快速区分那些化学成分相似的气味，堪称神经计算的杰作。

https://doi.org/10.1038/s41593-026-02250-y

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