认知科学导论/嗅觉
我们可以将嗅觉定义为一种感觉系统,它能够检测某种流体物质(如空气或水)中的化学物质(但是,当我们在饮用某种物质时检测到化学物质时,我们将其视为味觉)。
一些植物具有嗅觉。水果在空气中存在乙烯的情况下会成熟——即使是非常微量的乙烯。这可以解释为一种原始的嗅觉。成熟的水果也会释放乙烯,导致同一棵树上的许多水果同时成熟。菟丝子是一种寄生植物。它是绿色的,不通过光合作用获取能量。相反,它从其他植物中吸取养分。它利用感知来了解要攻击附近的哪种植物。在生长过程中,它会旋转移动。它可以闻到它最喜欢的寄主,例如番茄植株,缓慢的旋转会朝着它们的方向移动。当它到达寄主时,它会向下延伸到茎上,并开始吸取寄主的生命。
植物行动的视频:*https://www.youtube.com/watch?v=NDMXvwa0D9E*
植物也利用化学物质相互交流。这将在语言和交流部分中进行更详细的描述。 [1]
鼻粘膜中存在超过500种不同的嗅觉受体。这些受体可以被空气中的化学物质激活到不同程度,从而产生巨大的气味可能性空间——数量达到数万亿。 [2]
化学刺激首先由鼻腔嗅粘膜中的嗅觉受体检测到[3]。人类大约有350种嗅觉受体,其中大多数识别多种气味。我们能够检测到的大多数气味实际上是多种化学物质的组合。 [4] 这些受体受1000个基因的影响,这些基因是由琳达·巴克和理查德·阿克塞尔发现的,他们因此获得了2004年的诺贝尔奖[5]。一系列反应被触发,导致信号被发送到受体神经元,这些神经元将信号发送到大脑的嗅球中的称为嗅小球的结构[6]。从那里,信号被传递并激活与嗅觉相关的皮层的各个部分,包括嗅皮层和眶额皮层[6]。随着人类年龄的增长,激活水平会下降,男性也低于女性[7]。信号在到达皮层的路上绕过丘脑,这是嗅觉刺激独有的特征[8]。研究证实,嗅觉敏感性具有遗传基础;嗅觉受体基因是人类基因组中最大的基因家族之一[9]。
在一个大房间里,一滴香水是能够检测到的最低浓度。这是假设一个人之前没有接触过这种气味;之前更强的接触会提高敏感性阈值,并使其更难以检测[10]。接触四分钟后,气味的感知强度会减半[5]。
一旦检测到气味,就必须识别其来源,以确定它是否有害。更具体地检查与气味检测和记忆相关的脑部区域的实验结果不一。有人推测大脑右侧更专门负责编码感觉记忆;虽然发现了这方面的证据,但也观察到大脑左侧更专门负责存储厌恶性气味的记忆[7]。只要气味的来源未知,它就会引起意识的关注并导致焦虑。任何无法命名但可以记住的气味都被认为已被识别[10]。气味可能是由单一化合物或多种化合物的混合物引起的。人类难以区分气味是否具有多种成分,混合物的各个部分都被感知为一个整体[11]。普通人能够区分超过1万亿种嗅觉刺激的混合物[12]。
人们通常认为嗅觉是最不重要的感官,并且纯粹用于享乐。医生很少对其进行测试,并且当出现问题时,它们往往会被忽视[13]。然而,嗅觉丧失,被称为嗅觉缺失症,是严重潜在健康问题的指标。对于患有帕金森病、阿尔茨海默病和许多其他神经退行性疾病的患者,嗅觉缺失症是最早的指标之一[7]。除此之外,嗅觉减退还会使人面临环境危害和健康风险,例如煤气泄漏或食物腐败[14]。对从出生起就患有嗅觉缺失症的个体的核磁共振研究发现,他们的嗅球通常严重变形或完全缺失;对于因外伤性头部损伤而患上嗅觉缺失症的个体,发现存在额叶和颞叶损伤,并且他们的嗅球尺寸减小[7]。
嗅觉丧失也会导致社会问题。事实证明,嗅觉对于理解和与他人建立联系非常重要,它常常会引发同情、爱慕和浪漫之情。母亲的母性本能会被新生儿的香味激活。超过50%的嗅觉缺失症患者感到社会孤立,并表示他们的关系问题因此而加剧。嗅觉缺失症男性的性关系少于能够闻到气味的男性——整整五分之一。女性也会有所下降,但没有那么明显。我们甚至可以从汗液的气味中检测到情绪,例如恐惧或厌恶,甚至自己也感受到这些情绪,这是一种情绪传染。看来你真的可以闻到恐惧。[15]
嗅觉过敏症,即嗅觉增强,也是可能的。它是无菌性脑膜炎和莱姆病的症状,并与偏头痛相关[16]。增强和降低仅检测某些气味的能力分别被称为“特异性嗅觉缺失症”和“特异性嗅觉过敏症”。
幻嗅症是指人们出现嗅觉幻觉的症状。[17] 这些幻觉可能非常生动,比想象中的气味更加鲜明,并可能产生从未在现实生活中体验过的气味感受。许多这样的幻觉是完全无法描述的。与许多幻觉一样,幻嗅症也可能由感觉剥夺引起。例如,有时失去嗅觉的人最终会开始出现嗅觉幻觉。
嗅觉(气味)和味觉是两种化学感觉。它们也被称为“守门员”感觉,因为它们决定某物对身体是否有害或有益。这是可能的,因为难闻和难吃的东西通常对身体有害,而味道和气味好的东西通常是安全的可以食用的[6]。与其他感觉相比,味觉和嗅觉相对来说没有得到很好的保护。它们经常暴露于细菌、毒素、污垢和其他刺激物中,因此它们具有称为神经发生的更新机制。这两个系统每 5 到 7 周再生一次[6]。
当由于疾病导致鼻腔堵塞时,难以品尝食物是常见的。通过捏住鼻子并食用或饮用具有强烈味道的食物或饮料,可以很容易地复制这种效果;你感知到的味道应该会大大减少,但不会完全消失。这是因为一些分子也可以通过口腔向上到达鼻咽部,从而到达嗅粘膜[10]。
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