嗅觉

出处：按学科分类—医药、卫生 中山大学出版社《临床人体解剖生理学》第735页（1514字）

在鼻腔上端的嗅黏膜中，约有500万嗅细胞(olfactory cell)，它是嗅觉的感受器。嗅细胞呈杆状，顶端有5～6根嗅纤毛。当空气流经鼻腔时，不同气味的分子溶解在嗅上皮表面的黏液中，作用于嗅毛(olfactory hair)，引发感受器电位，触发嗅神经的传入冲动。嗅球是嗅觉的初级中枢，它对嗅神经的传入冲动进行初步分析后，发出传出冲动，经嗅束抵达大脑皮层边缘叶(limbic lobe)，产生嗅觉(olfaction)。嗅觉的敏感程度常以嗅阈来评定，也就是能引起嗅觉的某种物质在空气中的最小浓度。不同动物的嗅觉敏感程度差异很大，即使同一动物，对不同气味的敏感程度也不相同。如人的嗅觉，当空气中含有麝香的浓度为0．00004mg／L时即可以嗅出，而乙醚则需达到5．833mg／L才能嗅出。人的嗅觉感受器是快适应感受器。

长久以来，人类虽然可以辨别并记忆10000余种不同的气味，但人类对于嗅觉产生的原理却是知之甚少。1991年理查德·阿克塞尔(Richard Axel)、琳达·别克(Linda B．Buck)两位科学家(2004年诺贝尔(Nobel)医学奖得主)共同发表了被认为是具有里程碑意义的“气味受体”论文。解读了嗅觉产生的机理这个千古谜团。他们第一次描述了哺乳动物体内由大约1000种不同基因组成的基因大家族，以及与这些基因编码同等数量的气味受体；并证实所有嗅毛上的气味受体结构都很相似，皆为7次跨膜蛋白，且都属于G蛋白偶联受体(GPCR)。他们还发现气味受体需要通过不同的排列组合模式去识别不同的气味。大多数气味都是由多种气味分子组成，每一种气味分子又能激活数种气味受体，所以每一种气味的识别需要依赖于唯一的组合模式的受体群。相当于每一种气味都拥有各自的“气味受体码”。

成百上千种气味受体经过组合可以产生数量庞大的“受体码”，这也就是人类生活在大千世界中去识别和记忆10000余种不同气味的物质基础。每一种气味的识别与每一种气味都拥有各自的“气味受体码”的关系，很像字母表中的字母与单词的关系，字母需要通过不同的排列组合才能形成不同的单词，不同的气味受体也需要组合在一起才能识别不同的气味。科学家还发现，人们能够分辨出近亲和陌生人身体发出的气味，但却不喜欢前者的气味，这也许是生物界拒绝近亲繁殖的一种本能，借此确保物种的进化。

虽然嗅细胞寿命很短，更新很快，但气味信号在嗅球中的传入模式却始终保持不变，这就保证了某种特定气味的神经代码不会随时间而改变，这也是人们在某个春天的清晨闻到的桂花香味，多年以后为什么还可以清晰地回忆起来的基础。

Axel和Buck不仅在理论上揭开人类嗅觉产生机理奥秘，还得出许多宝贵的数据和有实用价值成果。研究发现鱼的嗅觉器官中有大约100个气味受体，而老鼠却有大约1000个。据此，科学家利用老鼠嗅觉灵敏，经过数月训练后能记住人类气味，科学家在老鼠脑内植入电极，并与电子发报机相连，用作搜察地震后被埋在废墟下的人们。当它们被派往废墟现场嗅到“目标”的气味后，脑电波图形显示“找到了”。从而技术人员可通过设备确定小鼠的位置，借此也就能确定被埋人员的下落。日本的科学家正在研发一种“空气炮”。当人们在购物中心物色食品时，它会“开炮”喷射出一些特殊的气味，例如新鲜面包或肉香味等等，经气味对大脑的刺激，有可能激活消费者的购买欲，从而提高经营效益。