六年前，九月的一个清晨，莫莉·伯恩鲍姆外出进行日常慢跑时被汽车撞倒。她的骨盆粉碎，颅骨骨折，膝盖撕裂。然而对她来说，最严重的损害远没有那么明显：她失去了嗅觉。现年 29 岁的伯恩鲍姆是一位有抱负的厨师，失嗅意味着她职业生涯的终结。这也意味着其他事情，一些可能更加改变人生的事情。“我感觉我失去了记忆的一个维度，”她说。“这让我对未来感到担忧。如果我再也闻不到气味了，我会失去这个重要的层面吗？”
记忆有多种形式。每天我们不断接收和处理来自周围环境的视觉、声音、触觉和气味，其中一些将成为我们的记忆。然而，这些回忆的性质是不稳定的。一种记忆可能显得直接而生动，仿佛事件刚刚发生，而另一种记忆则必须一点一点地从我们的大脑中引诱出来。尽管激发我们情感的时刻比日常经历更容易被记录下来，但我们埋藏在大脑中的事件的感官质量也在我们记忆某事的生动性和准确性方面发挥作用。
尽管视觉主导着我们的日常生活，但长期以来人们一直认为嗅觉可能与记忆有特殊的关系。然而，直到最近，这种联系的确切性质在很大程度上仍未被探索。现在，科学家们正在揭示，与嗅觉相关的记忆可能比其他类型的记忆更强烈。嗅觉可以将我们的思绪带回到我们最早的一些经历，并将这些记忆染上情感色彩。另一方面，它的缺失可能是一个迹象——并且可能是认知能力下降的原因。科学家们正处于开发疗法的早期阶段，以训练人们更好地嗅觉，这可能有一天能延缓智力的衰退。
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被气味传送
亚里士多德在他公元前四世纪的著作《论感觉和可感觉之物》中探讨了气味和记忆之间明显的联系。从那时起，人们就推测，嗅觉引起的回忆比其他回忆更亲切、更直接。当我们体验到某些气味时，我们常常发现自己瞬间回到了特定的事件或场景。例如，莎莎酱的味道让伯恩鲍姆想起小时候和父亲一起在电视上看詹姆斯·邦德电影，同时用薯片蘸着辛辣的酱汁。当她失去嗅觉时，她仍然可以记得和父亲一起吃莎莎酱，但她再也无法快速地召唤出那个久远的场景。
心理学研究支持这样一种观点，即与气味相关的记忆异常地令人回味。在 2006 年的一项实验中，斯德哥尔摩大学的心理学家约翰·威兰德和玛丽亚·拉尔森给老年人提供了三种类型的提示——视觉、听觉或嗅觉——并要求他们描述由此想到的自传式事件。参与者还根据事件的情感性、生动性和重要性对事件进行了评分。
尽管志愿者们为每种类型的提示都提出了相同数量的记忆，但与视觉或声音提示相比，气味引发了更早的记忆，包括更多来自生命最初 10 年的记忆。从气味中涌现的回忆也与更强烈的时光倒流的感觉有关。结果表明，与嗅觉相关的记忆比其他类型的记忆更古老，并且与更像时光旅行的体验相关。
利用气味来触发记忆，使研究人员重新思考长期以来的观点，即人们回忆起青少年和 20 多岁时发生的事件比回忆起一生中任何其他时间都多。2000 年，现任英国中央兰开夏大学心理学家的西蒙·朱和他的同事们发现，尽管视觉记忆确实在 11 岁至 25 岁之间达到顶峰，但气味提示的回忆在 6 岁至 10 岁之间达到顶峰。
布朗大学的认知神经科学家蕾切尔·赫兹认为，嗅觉是开启过去经验宝库的一把潜在钥匙，否则这些经验将仍然被锁定。她推测，闻到童年时代以来就再也没有遇到过的气味，可能会把我们带回到一个我们几乎忘记存在的事件中。
嗅觉可能具有这种力量，因为与视觉刺激相比，气味本身相对罕见。每天我们的眼睛不断受到图像的轰炸，其中许多图像非常相似，从而在大脑中造成混乱的干扰。相比之下，我们的鼻子只偶尔检测到不同的气味，宾夕法尼亚大学气味和味觉中心主任理查德·L·多蒂推测，这一事实是气味具有唤起力的关键。由于气味很少遇到，因此单个气味通常与独特的体验联系在一起，从而实现牢固而稳定的联系。
嗅觉在解剖学层面上也与记忆有特殊的关系。它是唯一一种在不经过丘脑（感觉中继站）的情况下与记忆系统连接的感觉。信号从鼻子传递到嗅球，然后直接传递到海马体（记忆形成的重要枢纽）和杏仁核（处理情绪）。纽约大学朗格尼医学中心的研究精神病学家唐纳德·威尔逊说：“记忆和气味只是并排坐着。”
这种联系并没有就此结束。在一条平行的轨道上，嗅球将信息传递到嗅觉皮层，嗅觉皮层位于大脑表面，就在耳朵上方。该区域的一部分参与复杂的学习和记忆任务。嗅觉皮层与相邻的决策区域眶额皮层一起，处理气味中包含的信息，并将数据发送回海马体。这种来回交流将气味与记忆联系起来。
幼年鼻子的嗅探
为了理解为什么气味似乎强烈地唤起非常早期的生活经历，科学家们开始寻找感觉如何与记忆相互作用的其他差异。2009 年，以色列雷霍沃特魏茨曼科学研究所的神经科学家诺姆·索贝尔和他的同事们教会受试者将物体的图片与气味或声音或两者都配对。然后，受试者在 MRI 扫描仪中观看物体的图片，并被要求回忆与每张图像相关的气味或声音。在第二轮中，研究人员将每个物体与相反的气味或声音或气味-声音对配对：如果第一个刺激是令人愉悦的，那么这次，它是令人不愉悦的——反之亦然。随后进行了另一次脑部扫描和这些记忆测试。
一周后，研究人员第三次展示了这些图片，并要求参与者说出他们脑海中浮现的气味或声音。总的来说，人们回忆起第一轮的记忆略多于第二组的记忆。然而，脑部扫描产生了更细致的画面。当一个人想到第一种气味时，海马体的活动比他或她记住第二种气味时活跃得多，这表明大脑为第一种气味关联发出了特殊的标签。相比之下，海马体对第一种和第二种声音的活动是相同的。
此外，在第一次记忆测试中，海马体在气味检索期间的反应越强烈，一个人以后就越有可能记住第一种气味而不是第二种气味。声音不存在这种关系。鉴于大脑对第一种气味记忆的独特反应，童年的气味可能会使早期的记忆特别持久。
尽管嗅觉对我们最早的回忆的影响可能最为显着，但嗅觉也可能更广泛地促进学习。在 2007 年发表的一项研究中，德国吕贝克大学的神经内分泌学家扬·伯恩和他的同事们要求人们在研究计算机屏幕上 15 对卡片的位置时吸入玫瑰的气味。当参与者当晚在实验室睡觉时，他们中的一些人暴露在玫瑰气味中，而另一些人的睡眠则没有气味。早上，所有参与者都接受了卡片位置记忆测试。那些接触过花香的人记住了 97% 的卡片位置，而那些接受无味刺激的人只记住了 86%，这表明气味可以在睡眠期间记忆巩固时促进学习。
等待吸入
气味唤起的回忆也具有独特的情感色彩。在赫兹和她的同事们要求人们对各种记忆的辛酸程度进行评分的研究中，气味引发的记忆比视觉、语言、触觉和听觉提示带来的记忆更充满情感。在这些研究中，情感的主观反应与心率等生理变化相符。
与嗅觉的解剖学肖像一致，气味也独特地招募了处理情感和记忆的大脑区域。在 2004 年的一项研究中，赫兹的团队要求参与者识别出一种能唤起愉快个人记忆的香水。一个月后，当人们在脑部扫描仪内时，他们看到了这种香水的照片以及另一种香水的照片——并暴露于每种香水的味道中。研究人员发现，与情感记忆相关的气味比图片或其他气味在杏仁核中产生更多的活动。这些选定的气味也是唯一能增强与记忆相关区域神经反应的提示。因此，大脑的反应反映了人们的主观印象，即气味具有召唤情感记忆的独特力量。
因此，嗅觉丧失似乎对记忆和情感中心的完整性产生了连锁反应。在 2010 年和 2011 年发表的研究中，德国耶拿弗里德里希·席勒大学的研究人员发现，与没有嗅觉障碍的人相比，失嗅症（无法感知气味）和嗅觉倒错（气味失真）患者的海马体和情感脑结构中的神经组织都萎缩了，这暗示嗅觉丧失可能会损害记忆或情感处理，或两者兼而有之。
这些影响可能解释了伯恩鲍姆的印象，即她的失嗅症虽然没有抹去她的记忆，但却剥夺了她回忆的辛酸。“我一直都有来自气味的记忆，这些记忆对我来说非常重要，”伯恩鲍姆回忆道。事故发生后，“我没有忘记它们，但情感力量消失了。”嗅觉与情感的联系在嗅觉丧失导致抑郁症或抑郁症导致嗅觉丧失的案例中也变得明显。
尽管尚不清楚嗅觉缺陷是否直接损害认知能力，但它们通常是智力下降的早期迹象。2009 年，多伦多大学的研究精神病学家莫妮卡·Z·斯卡尔科和她的同事们发现，在标准嗅觉测试中表现不佳可能成为老年人认知能力下降的非常早期的指标。这些个体的嗅觉缺陷似乎先于认知障碍。完全丧失嗅觉也是阿尔茨海默病早期的一个特征。2010 年，宾夕法尼亚州立大学的神经外科医生杨青和他的同事们报告说，他们可以使用功能性 MRI 来检测阿尔茨海默病患者嗅觉系统活动中的细微偏差，而这些偏差在没有该疾病的人中不存在。未来，医生可能会寻找这种变化来预测阿尔茨海默病的早期发作。
锻炼你的鼻子
目前尚无人知晓提高气味检测能力是否能增强认知能力。然而，考虑到它可能会，科学家们正在研究加强人们嗅觉的可能性。在某些情况下，暴露于气味可以提高其检测能力。以雄烯酮为例，这是一种在汗液和尿液中发现的类固醇。大约三分之一的人根本闻不到它的气味，而对于其余的人来说，根据个人的基因构成，它的气味要么像臭袜子，要么像香草。2002 年，当时在加州大学伯克利分校的乔尔·梅因兰领导的一个小组证明，每天让不敏感的个体接触雄烯酮 10 分钟，持续 21 天，他们就能够闻到它的气味。研究人员的数据表明，这些变化发生在嗅觉大脑系统中，而不是鼻子本身。
在去年 11 月发表的研究结果中，威尔逊和他的同事们揭示，大鼠可能会获得或失去区分两种相似化学物质气味的能力，这取决于具体情况。结果暗示，与大鼠一样，人类也可能能够通过日常经验学习或忘记如何嗅觉。如果我们随后无意中失去了区分气味的能力——例如，由于注意力不集中或缺乏练习——数据表明，这种丧失可能会影响我们大脑的其他部分。我们这些最终嗅觉能力下降的人可能面临智力敏锐度下降或记忆力改变的风险。
作为一种补救措施，某种形式的嗅觉训练可能有助于防止这种衰退。多蒂认为，从小就定期接触气味——或者更用心地注意现有的气味——可能会阻止认知能力的细微侵蚀。此外，人们可能会像现在检查听力和视力障碍一样，系统地检查嗅觉丧失。“如果嗅觉下降，这可能是一个警告信号，”多蒂说。
尽管失嗅症的恢复很少见，但伯恩鲍姆确实恢复了她的嗅觉。没有人知道为什么，但她接触气味可能有所帮助。她勤奋地吸入气味——来自调味品罐、熟悉的食物和香料——无论她走到哪里。伯恩鲍姆的大脑尚未完全重建围绕这些气味的记忆。这位年轻女子的早期闪回仍然缺乏曾经拥有的表现力色彩，她说。但随着时间的推移，当她的大脑重新连接鼻子和大脑之间的线路时，莎莎酱可能会再次发自内心地召唤出电视。