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(为什么嗅觉比味觉强大)
大家都知道,大脑用到了五种感觉。而在神经科学家看来,感觉不止五种。
有些“额外的”感觉我们前面已经提到过,比如本体感觉(感觉躯体和四肢的位置动作)、平衡感(由内耳介导的感觉,可以探测重力和身体在空间中的移动),还有食欲,因为探测体内和血液中的营养水平也是一种感觉。这些感觉主要关注人体的内部状态,而“正规的”五种感觉则负责监测与觉察外部世界——我们周围的环境。很显然,这五种感觉指的是:视觉、听觉、味觉、嗅觉和触觉,更通俗的说法就是看、听、尝、闻、摸。每种感觉都涉及复杂的神经机制,大脑也使用这些感觉提供的信息时还会把事情搞得更加复杂。五种感觉都可以归结为对环境的探查,并通过与脑相连的神经把得到的信息转化为电信号。协调这些过程可谓大工程,大脑也确实花了不少时间。
关于个体的感觉可以写成,也已经有人写出了长篇大论。那么,我们现在就从可能是最怪异的一种感觉——嗅觉开始吧。嗅觉经常被低估。严格说来,鼻子确实“低于”眼睛。这可真是不幸,要知道大脑的嗅觉系统,也就是负责闻气味(或者说“加工气味知觉”)的部分非常奇特有趣。嗅觉被认为是在演化过程中最早产生的感觉。它发育得非常早,是胚胎在子宫内发育出的第一种感觉。有研究显示,还在发育中的胎儿就能感受到母亲闻到的气味。母亲吸入的气味颗粒进入羊水,胎儿可以从中探测。过去曾认为人类能分辨出的气味多达一万种。这看起来似乎囊括了繁多的种类,但这个数据是以19世纪20年代起开展的一项研究为基础得出的,很大程度上基于的是理论分析和假设,并没有通过实验仔细验证过。
把时间快进到2014年,卡罗琳·布什迪(Caroline Bushdid)和她的研究小组检测了上述说法,请实验参与者区分一些气味相似的化学混合物。如果人的嗅觉系统只能闻出一万种气味,那就无法辨别混合物的差别。出人意料的是,参与者相当轻松地完成了任务。研究者最后估计人类实际上可以闻出1亿种左右的气味。这样的数量级一般只用来描述天文学上的距离,很少会用来描述如人类感官这样单调的事情,简直就像是去橱柜翻找真空吸尘器却意外发现了鼹鼠人文明的地下城②。
那么,嗅觉是怎么起作用的呢?我们知道,气味通过嗅神经传到脑。把头部功能与大脑相连的颅神经有12对,其中排第一位的就是嗅神经(视神经排第二位)。组成嗅神经的嗅觉神经元在很多方面都很特别,其中最显著的特点是,它们是人类神经元中少有的几种具有再生能力的,从而让嗅神经成为神经系统中的金刚狼(著名的《X战警》系列)。正因为具备再生能力,鼻子里的这些神经元备受关注,研究人员希望能把它们的再生能力应用于其他部位的受损神经元,比如截瘫患者的脊椎。
嗅觉神经元之所以需要再生,是因为它们属于少数几种直接暴露在“外界”环境中的感觉神经元,娇嫩的神经细胞容易受损。嗅觉神经元位于鼻腔上方的黏膜内,由嵌入黏膜的嗅觉受体探测气味颗粒。受体接触到相应的气味分子后,便发送信号给嗅球,由嗅球负责整合气味信息。嗅觉受体的种类非常丰富。1991年,理查德·阿克塞尔(Richard Axel)和琳达·巴克(Linda Buck)在他们获得诺奖的研究中发现,人类基因组中有3%的基因负责编码不同类型的嗅觉受体。这一结果也证实,人类的嗅觉确实比过去想象得更复杂。
嗅觉神经元探测到特定物质(比如奶酪分子、某种甜味的酮、某个口腔卫生堪忧的人嘴里散发的分子等)后会向嗅球发送电信号,嗅球再把信息传递到嗅核、梨状皮层等脑区,于是你就感觉闻到了什么。
气味与记忆的联系非常紧密。嗅觉系统紧挨着海马以及记忆系统的其他主要组成部分,因为位置挨得太近,事实上早期解剖学研究甚至一度将其当作记忆系统。但实际上它们并非两个碰巧挨在一起的独立区域,就像虔诚的素食者和肉贩子成了邻居。和处理记忆的区域一样,在结构上嗅球也属于边缘系统,与海马和杏仁核之间有活跃的联系。于是,某些气味与饱含情绪的生动记忆紧密相连,比如饭烧焦的气味会让你突然回想起在爷爷奶奶家度过的周末。
像这样的情景或许你经历过多次,某种气味强烈地勾起你的童年回忆和/或当时的心情。假如小时候在爷爷家度过了许多快乐时光,而爷爷爱抽烟斗,那么长大后你也许会对烟斗的味道怀有一种温暖而忧伤的爱。嗅觉作为边缘系统的一部分,意味着有比其他感觉更直接的途径去触发情绪,或许这就是为什么嗅觉常常比大多数其他感觉更能唤起强烈的反应。看到一块新鲜出炉的面包没什么特别的,但它的香味会让人无比愉悦、莫名心安,因为它勾起了与之相关的愉悦记忆,而回忆的最后总是开心地享用美味。当然,气味也会产生相反的效果:看到腐烂的肉只是感到不太舒服,但闻到烂肉的臭味却会让人忍不住呕吐起来。
有些人注意到了嗅觉的强大能力以及嗅觉触发记忆和情感的倾向。想利用这个特性获利的人也不在少数:房产中介、超市、蜡烛制造商,以及各种想要利用气味控制情绪,从而使人们自愿掏出钞票的人。这种方法的效果有目共睹,不过起效的方式也因人而异——比如,曾因香草冰激凌而食物中毒的人闻到香草味就不会感到安心放松。
关于嗅觉还有一个有趣的误解:长久以来,很多人觉得气味无法“作假”。但若干研究显示,事实并非如此。对气味的错觉时有发生,比如根据标签[标记为“圣诞树”或“厕所清洁剂”之类的——这例子可不是我随口瞎说的,而是来自研究人员赫兹(Herz)和冯·克里夫(Von Clef)在2001年进行的实验]判断某种气味是否令人愉悦。
过去,人们相信嗅觉不存在错觉是因为大脑靠“闻”获得的信息太有限了。一些测试表明,人经过训练可以依循气味“追踪”物品,但只限于初步探测。差不多就是闻到某种气味,据此判断出附近存在什么散味的源头,仅限于知道“有”或“没有”的程度。所以,就算大脑弄混了气味信号,使你闻到了与实际散发气味不同的东西,你又怎么知道这一点呢?气味或许是强大的,但对于忙碌的人类来说,应用范围相当有限。
嗅觉也存在幻觉现象③,即闻到不存在的气味,并且其普遍程度令人担忧。常有人称闻到过烧焦的气味,吐司、橡胶、头发烧焦或者就是单纯的“焦味”。正因为这种现象太常见了,我们甚至可以找到许多专门讲嗅幻觉的网页。嗅幻觉常与神经方面的疾病有关,比如癫痫、肿瘤或脑卒中(中风)等,这类疾病可能造成嗅球或嗅觉处理系统中的某些部分产生异常活动,从而使大脑认为闻到了烧焦的气味。还有一种很有用的区分方法:出现错觉是感觉系统搞错了、被骗了;出现幻觉则是更典型的功能故障,是大脑运作中的什么环节出了岔子。
嗅觉并不总是单打独斗。嗅觉常被归为“化学”感受,因为它探测特定的化学物质,并因此被激活。化学感受说的是味觉。味觉和嗅觉常常被同时用到,我们吃的东西大多都有明显的气味。两者的机制也相似,即舌头和口腔内的感受器对特定的化学物质起反应,这些化学分子多数是溶于水的(好吧,就是唾液)。感受器集中于舌头表面分布的味蕾。普遍认为味蕾有五种类型,分别感受咸、甜、苦、
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