当你再次闻到它，是否会记起曾经那段回忆？ 多项研究揭示人类嗅觉编码机制与回忆的联系

你是否有过这样的经历，当你闻到一些所谓“熟悉的味道”，就会想起一些与这种味道有关的回忆，有些还历历在目，有些虽记不清具体事情，但是却有别样情绪。

这就是经典的普鲁斯特效应——嗅觉记忆。那为什么嗅觉能够唤起那么深刻的记忆呢？让我们一起看看科学家们做的研究吧！

1. 大脑在处理气味的时候会发生什么？

近日，美国西北大学和美国国家卫生研究院（NIH）药物滥用研究所研究团队联合在Nature Neuroscience期刊发表了研究成果，表明：眶额叶皮层（OFC）的活动代表了人体对气味的感知程度，不同人对相同气味可能存在不同的感知，这一研究为气味编码的皮层机制提供了新的见解，并表明主观嗅觉感知存在于眶额皮质（OFC）中。

 https://doi.org/10.1038/s41593-023-01414-4

为了更好地理解大脑在处理气味的时候会发生什么变化，以及具体发生变化的部位是哪里。在18小时内，研究人员分别给予3名受试者160种独特的气味刺激，要求研究参与者根据18种不同的感知描述对这些气味进行评价，此外，还采取了神经成像反应（fMRI）以探索特异气味感知的神经编码机制。分析发现，嗅觉区域和眶额皮质（OFC）对于气味刺激反应最为强烈。

 图1：气味刺激后嗅觉大脑区域的神经活动模式。图片来源于[1]。

进一步，研究人员通过使用fMRI来收集相同参与者对相同气味的大脑反应，研究人员发现OFC——这个在情绪和基于奖励的学习中起关键作用的大脑区域，在气味精细调整方面也扮演着重要角色，能够优先调节大脑对气味的感知。值得注意的是，这种优先调节只在OFC中明显，在涉及气味处理的其它脑区如杏仁核和梨状皮层（PirC）中并不明显。

 图2：气味感知情况与神经活动模式的显示关系。图片来源于[1]。

这一研究表明OFC在实现对气味的主观感知方面起到关键的作用，增加了该领域对这一重要大脑结构的理解。

2. 气味诱发的远程记忆

无独有偶，法国里昂大学联合艾克斯-马赛大学的研究人员在progress in neurobiology杂志发表了研究成果，表明在回忆过程中会涉及三个参与处理情绪和信息价值的大脑区域，分别是眶额皮质-腹侧海马-杏仁核（OFC-vCA1-BLA），其中，中腹OFC中的突触可塑性过程可能在维持精确的远程情景记忆中发挥主要作用。

 https://doi.org/10.1016/j.pneurobio.2023.102422

研究人员模仿人类情景记忆模式对大鼠进行建模，建模内容包括气味、地点和背景，计算分析评估大鼠远程情景记忆内容，发现在30天后给予第1天的同样刺激，老鼠可以根据三类多感官信息（气味/地点/背景）记住当天所发生的事情。此外，记忆的信息内容和准确性因人而异，这一差异取决于第1天对所经历的气味的感知情感。

 图3：大鼠远程情景记忆的实验设计。图片来源于[2]。

研究人员采用细胞脑成像和功能连接分析来探讨远程情景记忆出现的原因。研究发现与远程情景记忆回忆相关的大脑网络完全反映了情景记忆的性质和内容，其中，涉及到的大脑区域主要包括用于嗅觉处理的大脑区域（梨状和外侧内嗅皮层）、大脑皮层（眶额叶、前额叶和脾后）、海马背侧。

当处于回忆时，大脑会形成皮质海马网络，并且气味会促进大脑网络更准确地定位记忆，唤起与气味相关的情绪，生成生动、有代入感的回忆。而OFC在这一过程中发挥着重要的作用。

 图4：用于具有各种类型内容的远程情景记忆的大脑网络。图片来源于[2]。

在大脑中，富含情感的气味会被储存，并且即使经历岁月，再次闻到，也能精准的勾起回忆。那你是否好奇过，人虽只有一个鼻子，但有两个鼻孔，当气味通过鼻孔进入大脑后，是各有分工还是只是单纯的气味叠加？大脑又是如何调节这对左右兄弟呢？

3. 两个鼻孔的功能

费城宾夕法尼亚大学和凤凰城巴罗神经学研究所研究人员在current biology杂志发表了研究成果，研究揭示了人类嗅觉系统中气味处理的神经过程，问答了人类大脑究竟是如何处理来自不同鼻孔的气味信息。

 https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.10.021

这项研究中，研究人员将三种气味（咖啡、香蕉和桉树气味）分别送入10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。记录患者的大脑活动，尤其是负责处理气味的梨状皮层。

研究表明当气味只被输送到一个鼻孔时，靠近它的一侧的大脑首先作出反应，然后另一侧大脑也会作出反应；当两个鼻孔都传送气味的时候，大脑会整合两个鼻孔的气味来进行识别，且识别速度加快。此外，研究还发现虽然每个鼻孔都能识别出相同的气味，但它们在感知气味的方式上存在细微的差异。

这一研究结果表明，每个鼻孔都有独特的嗅觉，大脑会整合两个鼻孔的气味信息来帮助人体识别气味。

总结

唯有香如故，嗅觉——一种储存记忆的“超能力”。当闻到一股浓浓的爆竹烟火味，你是不是马上想起过年时候的热闹景象？当闻到某款曾经特别喜欢的香水味的时候，是不是会想起曾经度过甜蜜时光的她/他。事实上，很多回忆深藏在我们脑海中，需要某种特定的气味触动，当再次相遇时，那些深深藏在脑海里的记忆会重新展开。

参考文献：

[1] Sagar V, Shanahan LK, Zelano CM, Gottfried JA, Kahnt T. High-precision mapping reveals the structure of odor coding in the human brain. Nat Neurosci. 2023 Sep;26(9):1595-1602. doi: 10.1038/s41593-023-01414-4. Epub 2023 Aug 24. PMID: 37620443; PMCID: PMC10726579.

[2] Auguste A, Fourcaud-Trocmé N, Meunier D, Gros A, Garcia S, Messaoudi B, Thevenet M, Ravel N, Veyrac A. Distinct brain networks for remote episodic memory depending on content and emotional experience. Prog Neurobiol. 2023 Apr;223:102422. doi: 10.1016/j.pneurobio.2023.102422. Epub 2023 Feb 15. PMID: 36796748.

[3] Dikeçligil GN, Yang AI, Sanghani N, Lucas T, Chen HI, Davis KA, Gottfried JA. Odor representations from the two nostrils are temporally segregated in human piriform cortex. Curr Biol. 2023 Dec 18;33(24):5275-5287.e5. doi: 10.1016/j.cub.2023.10.02 Epub 2023 Nov 3. PMID: 37924807.