你是否曾经拿起一块水果,深深地嗅一下来判断它是否成熟?
事实证明,老鼠也会做令人惊讶的类似行为。
一项新研究发现,尽管人类和老鼠的嗅闻方式非常不同,但它们使用相同的基本脑系统来处理气味。
这项由西北大学科学家领导的研究发表在《科学进展》杂志上。
研究结果表明,哺乳动物感知周围环境气味的方式在整个进化过程中基本保持不变。
乍一看,人类和老鼠使用鼻子的方式似乎非常不同。老鼠在寻找食物时通常会进行多次快速嗅闻,而人类则经常通过一次缓慢、深长的呼吸来闻气味。科学家们曾认为这些不同的行为意味着这两个物种以不同的方式处理气味。
然而,这项新研究讲述了一个不同的故事。
科学家们进行了两项相关研究。一项专注于老鼠,另一项则研究人类。综合来看,他们发现这两个物种都依赖相同的基本脑活动来识别气味。
在第一项研究中,研究人员观察了老鼠寻找食物的过程。他们建立了一个特殊的摄像系统,同时跟踪动物的运动和呼吸。
研究团队注意到一些意想不到的现象。当老鼠用爪子拿起食物时,它们通常会将食物带到鼻子前,在吃之前进行一次快速、有意识的嗅闻。这与它们在寻找食物时使用的快速嗅闻不同。
研究人员发现,这种"气味检查"不仅仅是对气味的自动反应。即使在老鼠的嗅觉被破坏的情况下,它们仍然会执行相同的嗅闻行为。但当科学家暂时阻断参与自主运动的大脑区域——运动皮层的活动时,这种行为就停止了。
这表明老鼠是有意选择嗅闻,而不是自动反应。换句话说,它们像人类一样,正在主动收集有关食物的信息。
第二项研究探讨了人类如何在嗅闻速度比老鼠慢得多的情况下,仍然能够快速识别气味。
研究人员使用一种新的微创技术,在健康志愿者进行单次有意识的嗅闻时测量了他们的脑活动。
研究团队发现,一次深呼吸触发了一种称为theta振荡的脑波模式。这些缓慢的脑节律出现在与啮齿动物嗅闻时相同的频率上。
这些脑波有助于组织更快的脑活动,使大脑能够识别和理解气味。即使人类的嗅闻速度要慢得多,大脑仍然使用与老鼠相同的计时系统。
研究人员相信,这表明哺乳动物共享一种共同的生物设计来感知周围世界的气味。在数百万年的时间里,不同物种已经适应了适合自身行为的系统,但潜在的脑机制却出人意料地相似。
这一发现也可能具有重要的医学价值。嗅闻行为的变化已与阿尔茨海默病、帕金森病和自闭症等疾病相关联。通过了解健康大脑如何处理气味,科学家们最终可能会开发出更好的方法来更早地检测这些疾病或改善未来的治疗方法。
研究人员表示,这些研究揭示了一个简单但有力的观点:无论是老鼠检查食物碎屑,还是人类嗅闻成熟的甜瓜,两者都在使用一个通过数百万年进化而保存下来的古老脑系统。
来源:西北大学。
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