研究发现：大脑能分别处理左右鼻孔气味信息
参考消息网11月19日报道据美国趣味科学网站11月13日报道，虽然人用两个鼻孔闻气味，但我们只能分辨出一种特定的整体气味，比如一杯热气腾腾的咖啡的味道或臭鼬刺鼻的臭味。可是，一项新研究表明，流经两个鼻孔的气味在大脑接收气味信息的区域被当作两个独立信号来处理。值得注意的是，这些信号在时间上是不同步的。
报道称，这两个信号可能没有在大脑的气味信息处理中心被整合。研究人员推测，这说明将信号分开可能有一些好处。这项研究可以加深我们对嗅神经科学的认识，人们对该领域的认识比对视觉和听觉的认识要少。例如，我们知道大脑会考虑来自双眼和双耳的不同数据，也许对嗅觉来说也存在类似的系统。
美国宾夕法尼亚大学神经学系博士后研究员居尔杰·纳兹勒·迪凯奇利伊尔说，研究人员对大脑如何利用来自鼻子的这两种感觉信息很好奇。上述研究报告本月发表在美国《当代生物学》半月刊上。迪凯奇利伊尔是研究报告的主要作者。
在这项研究中，研究人员将管子连接到10名志愿者（他们的大脑先前被植入过电极，为的是诊断和治疗耐药性癫痫）的鼻孔内。然后，研究人员将三种气味（咖啡、香蕉和桉树气味）分别送入每名志愿者的左、右鼻孔，或同时送入两个鼻孔。为了进行比较，他们还送入了无味的空气。
研究人员要求这些患者识别气味，并记录患者的大脑活动，特别是梨状皮层的活动。梨状皮层是大脑皮层中处理气味的主要部分。
来自每个鼻孔的气味信号被每一侧梨状皮层编码耗费的时间不同。传递到与闻到气味的鼻孔相关的那一侧皮层的信号，其被编码的速度要快大约480毫秒——所以，如果患者是用右鼻孔闻到香蕉味的，则此嗅觉信息传递到大脑皮层右侧要比传递到左侧的速度快。
当气味同时进入两个鼻孔时，研究人员观察到了同样的效果：对来自两个鼻孔的气味信号进行编码的平均间隔时间约为500毫秒。
迪凯奇利伊尔对趣味科学网站记者说：“至少在我们观察的皮层水平上，大脑似乎保持着两种表征，分别对应两个鼻孔。”
研究人员利用机器学习来进一步分析这些信号，并破译哪些气味与哪些大脑活动对应。分析结果表明，尽管两个信号在时间上不同步，但它们产生了非常相似的电模式。然而，在10名患者中，仍有7名患者的电模式存在明显差异。这意味着，大脑处理来自每个鼻孔的气味信号的方式可能存在一些差异。
信号之间的这种时间差似乎与参与者识别气味的能力无关。
总的来说，尽管左右鼻孔传送气味信号的时间差几乎保持不变，但当参与者同时用两个鼻孔闻气味时，他们编码气味信息的速度更快。这可能是因为他们闻到了两倍的气味，也可能是因为有计算优势，但研究人员并不能断言。
这并不是发现两个鼻孔可能单独运作或运作方式不同的第一项研究。英国《自然》周刊刊载过1999年的一项研究。该研究发现，气流的不同会使每个鼻孔对不同的气味敏感起来。但最近这项研究首次使用大脑植入过电极的患者的数据，并发现这种时间延迟现象。
未来的研究可能会探究人类利用来自每个鼻孔的气味信息的方式是否类似于利用来自眼睛的视觉数据或来自耳朵的听觉信息的方式。例如，我们两只眼睛的视觉差异让我们获得了纵深感。在听觉上，我们也有类似的系统。
迪凯奇利伊尔说：“我们的大多数感觉系统有两个感觉器官。也许在如何利用、比较和对比（感觉信息）方面，有一个总体的原则指导着所有器官。”（编译/沈建）