当需要嗅出踪迹时——无论是炸弹、毒品藏匿处，甚至是窗台上的馅饼——这项任务通常最好交给我们的犬类伙伴。虽然我们的四条腿朋友仍然在追踪气味方面保持领先地位，但本周发表在《自然-神经科学》杂志上的一项新研究证明，人类或许不是寻血猎犬，但他们也能够追踪气味——并且通过训练可以做得更好。此外，该论文还提供了证据，表明哺乳动物会比较两个鼻孔感知到的信息，以综合关于气味的信息，这与它们使用双耳听声音的方式非常相似。
在一系列旨在揭示追踪气味机制的实验中，神经科学家诺姆·索贝尔和他在加州大学伯克利分校的团队与人类受试者合作，正如索贝尔的研究生杰斯·波特指出的那样，因为他们可以“进行诸如阻塞一个鼻孔之类的操作，并确保他们理解我们希望他们完成的任务”。她还说，“我们想测试人类和其他哺乳动物拥有的双鼻孔结构是否被用于追踪气味的任务中。”
在第一个实验中，32名戴着眼罩、耳塞和厚手套的受试者试图追踪穿过草地的一条巧克力精油气味踪迹。其中21名参与者成功完成了10米长的路线，该路线由两条直道和一个45度转弯组成。这证明了人类虽然效率不高，但可以沿着气味路径追踪。接下来，研究人员对其他四名受试者进行了相同的任务训练，让他们在两周内追踪气味九次。研究小组发现，经过训练的气味探测器能够更靠近气味标记出的路径，而不会在周围大幅度地蜿蜒曲折，并且他们在最后一次尝试中完成课程的速度是第一次尝试的两倍。研究人员指出，随着参与者开始更快地追踪，他们也开始更快地嗅探，据推测是为了更快地收集信息。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您将帮助确保未来能够继续刊登关于塑造我们当今世界的发现和思想的具有影响力的报道。
然而，人类的嗅探速度仍然比狗慢得多，这可能部分解释了犬类在气味追踪方面效率更高的原因。耶鲁大学医学院的神经生物学家戈登·谢泼德表示，尽管受试者的速度相对较慢，但他们通过训练有所进步这一事实值得注意。“我认为这表明了我们独特行为在实际使用这种感官方面的影响，”他说。“狗[一生]都在做这件事，而人类[只是]被要求在他们第一次做这件事时就投入进去。”
伯克利研究解决的第二个问题是人类鼻子如何处理气味。自 1960 年代后期以来，科学家们假设我们紧密间隔的鼻孔基本上采样相同的空气——不像我们的耳朵，由于它们之间的空间，耳朵会收集不同的输入并比较两个信号以获取听觉信息。索贝尔的发现表明情况并非如此。研究人员与宾夕法尼亚州立大学的一个小组合作，并使用一种称为粒子图像测速技术的技术，在受试者吸入气流时拍摄了快速快照。“结果表明，两个鼻孔从空间的不同区域吸入空气，”波特解释说。更具体地说，鼻孔从中心相距 3.5 厘米的区域采集样本。“因此，”他说，“原则上，它们可以携带关于两个区域气味浓度的不同信息。”当他们回到草地并让受试者在阻塞一个鼻孔或仅采样鼻子中心存在的空气的情况下追踪气味时，这一发现得到了进一步的支持。在任何一种情况下，追踪的成功率都显著降低。
“这是我见过的第一个证据，表明人类可能能够获得那种信息——即进入两个鼻孔的空气之间存在一定的空间分离，这可能为他们提供一些关于往哪个方向走以追踪气味羽流的信息，”犹他大学的神经生理学家尼尔·维克斯说，他研究蛾子的嗅觉，已知蛾子会对周围的空气进行双侧比较。波特指出，虽然伯克利的研究确实显示了“双鼻孔结构”的好处，但确切的效用尚不清楚。“例如，我们没有同时记录大脑活动，也没有可视化进入每个鼻孔的气味分子浓度——所以我们没有完全了解大脑可以获得哪些信息，以及它如何处理这些信息。”