你的鼻子可能比你想象的更强大。
一项新研究发现,人类的嗅觉在单次吸气时就能在几分之一秒内辨别气味,其灵敏度“与我们大脑感知颜色的水平旗鼓相当”,从而“驳斥了普遍认为嗅觉是我们迟钝感官的这一观点”。
依据周一发表于《自然·人类行为》杂志的此项研究,当气味物质 A 和气味物质 B 之间的间隔仅为 60 毫秒时,人类还能够分辨出各种气味序列——能区分出“A”在“B”之前的序列与“B”在“A”之前的序列。
“当两种气味物质之间的延迟短至 60 毫秒时,参与者能够区分出一种顺序和相反顺序呈现的两种气味物质,这令我们感到惊讶,”该研究的主要作者、北京中国科学院首席研究员周文博士在一封电子邮件中说道。这里的延迟指的是每种气味传递之间的时间。
“作为对比,一次眨眼的持续时间约为 180 毫秒,”周又补充说。
“我们的装置可用于治疗目的,例如为嗅觉丧失的患者开展嗅觉训练,”周说道。“更宽泛地讲,我们的发现可以指导电子鼻和嗅觉虚拟现实系统的设计和开发,这可能具有显著的临床益处。”
来自中国科学院大学和俄亥俄州立大学的研究人员开发了一种嗅探触发式装置,其中包括单向阀——允许气味单向流动的装置——和特氟龙管,能够以 18 毫秒的精度把气味输送到人的鼻子里。研究人员让 229 名中国成年人佩戴这种装置,去闻不同的气味混合物:在一次嗅探中快速连续呈现两种气味。
这些气味包括苹果般的气味、甜美的花香、柠檬般的气味和洋葱般的气味。两种气味之间的间隔时间被精心调控。
研究人员分析了参与者能否区分按一种顺序呈现的两种气味和按相反顺序在不同间隔时间下呈现的两种气味。
周说,他们发现,总体来讲,当在一次吸气中两种气味仅间隔 60 毫秒时,按一种顺序呈现的两种气味和按相反顺序呈现的两种气味就变得“在感知上可区分”。
研究人员指出,他们仅使用了四种气味剂,测试更多种类将是有益的,以确定人类嗅觉对某些气味动态或化合物是否更敏感。
“这可以为我们对嗅觉体验背后计算原理的理解提供更深入的见解,”周说。
纽约大学朗格尼健康中心神经科学和生理学系教授德米特里·林伯格博士在《自然·人类行为》杂志伴随该研究发表的一篇社论中写道,新的发现对之前的研究提出了挑战,在之前的研究中,区分气味序列所需的时间约为 1200 毫秒。
“音乐中单个音符的时间把握对于在旋律中传递意义和展现美感极为关键,人类的耳朵对此非常敏感。然而,时间敏感度并非只局限于听觉方面:我们的嗅觉同样能够觉察到气味呈现过程中的细微时间变化,”他写道。“类似于时间如何影响对旋律中音符的感知,到达鼻子的复杂气味混合物中单个成分的时间安排或许对我们对于嗅觉世界的感知起着关键作用。”
哈佛医学院神经生物学系教授桑迪普·罗伯特·达塔博士(Dr. Sandeep Robert Datta)未参与这项新研究,他说,在一次嗅闻中区分气味的这种能力,或许是动物检测某种气味是什么以及其在空间中可能所处位置的重要途径。
“人类能够在一次嗅闻中区分随着时间变化的气味,这一证明有力地表明,时间对于跨物种的气味感知而言十分重要,因此是嗅觉功能的一个普遍原则。此外,这项研究为支撑人类气味感知的神秘机制提供了重要的线索,”达塔在一封电子邮件中写道。
“人类嗅觉的研究在历史上一直滞后于视觉和听觉的研究,”他说,并补充说,这项新研究有助于“填补我们对于人类如何嗅闻这一方面理解的关键空白。”
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