两项不同的研究得出了相近结论:啮齿动物也会一次性嗅闻,人类处理气味的方式则与这类动物相似。大约一年前,研究人员发现,啮齿动物——几乎占哺乳动物物种总数的一半——也有帮助它们征服地球的指甲。如今,两项新的独立研究再次在人类和老鼠之间发现了共同点:嗅觉。研究分别从不同方向切入,发现啮齿动物和人类一样,也会一次完成嗅闻;而人类处理气味时,则会像这些动物一样以短促节律进行。
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研究团队随后进行了细致追踪,以毫秒级精度分析多只老鼠的行为,结果证明“这确实是单次嗅闻,而此前除人类外,从未在其他哺乳动物身上观察到这种现象”,谢泼德说。长期以来,生物学家和动物行为学家一直认为,动物和人类使用嗅觉的方式不同。人们熟悉的画面是,小老鼠有节律地嗅闻空气,以此识别环境、寻找食物或察觉危险。相比之下,人类通常通过一次较长的吸气来辨认气味。
但研究人员观察到,老鼠在进食时,会把一次单独的嗅闻与食物被送到鼻前的那一刻同步起来,以毫秒级精度协调双手、头部和呼吸。与它们在觅食时持续不断的嗅闻不同,这种行为快速而有意图,类似人类在咬下一口前,把食物凑到鼻前仔细闻一下。
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事实上,人类嗅闻的速度大约比啮齿动物慢10倍。泽拉诺说:“尽管如此,研究表明,我们处理气味的速度可以和快速嗅闻的啮齿动物一样快。问题在于,我们此前并不知道,人类如何在一次嗅闻中做到这一点。”
为了解答这个问题,泽拉诺团队设计出一种测量人类嗅球脑电波的新方法。这些脑波通过微小电活动记录下来,反映了嗅觉神经元、位于眼后方的嗅球以及处理气味的大脑区域之间的连接活动。研究人员在一组志愿者鼻内放置电极,进行了一系列实验后发现,“当我们嗅闻时,嗅球会产生一种快速节律,即西塔振荡,这与啮齿动物的嗅闻速度一致”,泽拉诺说。
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她表示,这种快速节律标记了嗅觉系统中的气味处理过程,“使我们能够达到与啮齿动物相同的处理速度;因此,嗅觉处理的节律在所有哺乳动物中都是恒定的,尽管嗅闻速度会有所不同”。老鼠能够像人类一样嗅闻,而人类又能像啮齿动物一样处理气味,这意味着,尽管两者在进化上已经分化已久,嗅觉的基本工作机制始终被保留下来。这也说明,这一机制至关重要。
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