这项研究是在医院患者的大脑中植入电极进行的,研究表明,流经每个鼻孔的气味在大脑中接收气味输入的部分被处理为两个独立的信号。值得注意的是,信号在时间上是分开的
研究人员推测,这两个信号可能没有整合在大脑的嗅觉处理中心,这表明将它们分开可能有一些好处。这项研究可以提高我们对嗅觉神经科学的理解,而嗅觉的理解不如视觉和听觉。例如,我们知道大脑会考虑眼睛和耳朵的不同数据,也许嗅觉也存在类似的系统
宾夕法尼亚大学神经病学系博士后研究员、本月发表在《当代生物学》杂志上的这项研究的主要作者Gulce Nazli Dikecligil说,研究人员很好奇大脑是如何利用这两种来自鼻子的感觉输入的相关:为什么我们不能像闻别人一样闻自己
在这项研究中,研究人员将管子连接到10名志愿者的鼻孔内侧,这些志愿者之前曾在大脑中植入电极来诊断和治疗耐药性癫痫。然后,科学家们发出了三种气味:;咖啡、香蕉和桉树;分别进入每个志愿者的左鼻孔和右鼻孔,以及同时进入两个鼻孔。相比之下,他们还吸入了无味的空气
他们要求患者识别气味,并记录患者的大脑活动,特别是梨状皮层的活动,梨状皮层是处理气味的皮层的主要部分
来自每个鼻孔的嗅觉信号需要不同的时间才能被梨状皮层的每一侧编码。这些信号被编码到与鼻孔检测气味相关的皮层一侧的速度快约480毫秒;因此,如果患者用右鼻孔闻到香蕉味,那么信息传播到大脑皮层右侧的速度会比传播到左侧的速度更快 
当气味被引入两个鼻孔时,研究人员观察到了同样的效果;每个鼻孔的编码之间的平均时间约为500毫秒
Dikecligil在接受《现场科学》采访时表示:“大脑似乎至少在我们所观察的皮层水平上保持着两种表征,一种对应于每个鼻孔。”他们使用机器学习来进一步分析信号,并破译哪些气味与大脑活动相对应。这表明,尽管这两个信号在时间上是分开的,但它们产生了非常相似的电模式。然而,10名患者中有7名的模式仍然存在明显差异,这意味着大脑处理每个鼻孔气味的方式可能存在一些差异
信号之间的时间差似乎与参与者识别气味的能力无关。它们对任一鼻孔的气味同样准确,对传递到两个鼻孔的气味则略准确
总体而言,当参与者用两个鼻孔闻到气味时,他们编码信息的速度更快,尽管两个鼻孔信号之间的时间差仍然相似。这可能是因为它们的气味是原来的两倍,也可能是因为计算优势,但研究人员并不确定
2024-01-20
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