據(jù)科學(xué)日?qǐng)?bào)報(bào)道，一種氣味對(duì)于生物體來(lái)說(shuō)是否令人愉悅還是惡心不僅僅是味道的問(wèn)題。一個(gè)生物體的存活往往取決于它區(qū)分氣味的能力，因?yàn)闅馕犊梢蕴峁┯嘘P(guān)食物來(lái)源、產(chǎn)卵地點(diǎn)和合適配偶的重要信息。然而，氣味來(lái)源可能也是致命危害的跡象。

    德國(guó)耶拿馬克斯普朗克化學(xué)生態(tài)學(xué)研究所BMBF嗅覺(jué)編碼研究小組的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)對(duì)果蠅而言，氣味的質(zhì)量和強(qiáng)度可以映射在所謂的側(cè)角上。他們創(chuàng)造了一張果蠅大腦里部分嗅覺(jué)處理系統(tǒng)的空間地圖，并顯示側(cè)角可以被分離成三個(gè)活躍區(qū)域，每一個(gè)區(qū)域代表一個(gè)氣味種類(lèi)。這些種類(lèi)主要是分為好聞的氣味和難聞的氣味，以及強(qiáng)氣味和弱氣味。這些分類(lèi)對(duì)果蠅的行為有著直接的影響，暗示著側(cè)角的功能類(lèi)似于脊椎動(dòng)物大腦里的杏仁核。杏仁核在感覺(jué)印象和危險(xiǎn)評(píng)估方面起著至關(guān)重要的作用，而側(cè)角可能亦如此。

    大腦如何區(qū)別好聞和難聞的氣味？

    為了生存，生物體往往能夠感知周?chē)h(huán)境里的信息并相應(yīng)的調(diào)整自己的行為。動(dòng)物利用感官，例如視覺(jué)和嗅覺(jué)，感知周?chē)h(huán)境里的視覺(jué)線索或者氣味從而處理并評(píng)估這些信息，并通過(guò)感官將這些信息傳遞之大腦。它們必須能夠區(qū)分好和壞的氣味。在尋找食物和配偶時(shí)，好聞的氣味是非常重要的信號(hào)。雌性昆蟲(chóng)會(huì)利用嗅覺(jué)信號(hào)選擇合適的產(chǎn)卵地點(diǎn)。而另一方面，難聞的氣味可能暗示著危險(xiǎn)，例如腐爛或者有毒的食物。

    現(xiàn)在功能成像方法顯示這些感官感知會(huì)引起大腦里的特定反應(yīng)樣式：取決于處理的信息的不同，不同的大腦特定區(qū)域會(huì)被激活。如果一種氣味被評(píng)為令人愉快或者惡心，那么這種分類(lèi)方法被稱(chēng)為快樂(lè)效價(jià)。“果蠅研究揭示了氣味特征可以通過(guò)快樂(lè)效價(jià)的程度以及氣味強(qiáng)度來(lái)定義，它將**大腦更高級(jí)區(qū)域的活動(dòng)，也就是側(cè)角。取決于一種氣味是否好聞，以及氣味強(qiáng)弱，側(cè)角里空間分離的不同區(qū)域會(huì)呈現(xiàn)大腦活動(dòng)。”

    “我們非常驚訝的發(fā)現(xiàn)側(cè)角，也就體積相當(dāng)于觸角神經(jīng)葉大小的大腦區(qū)域，可以被分離成三個(gè)活躍區(qū)域，而觸角神經(jīng)葉大約由50個(gè)功能單元組成。”BMBF嗅覺(jué)編碼研究小組負(fù)責(zé)人西爾克·薩克森（Silke Sachse）總結(jié)說(shuō)道。“我們的結(jié)果顯示更高級(jí)大腦代表了氣味的種類(lèi)，例如好聞或者難聞，而非氣味的類(lèi)型，后者體現(xiàn)在更低級(jí)的處理階段，例如觸角和觸角神經(jīng)葉。”

    與很多其它感官網(wǎng)絡(luò)一樣，果蠅的嗅覺(jué)回路包含了到達(dá)更高級(jí)大腦的空間上獨(dú)特的通道，高級(jí)大腦包含興奮和抑制投射神經(jīng)元。投射神經(jīng)元是將感官信號(hào)傳輸給神經(jīng)系統(tǒng)其它區(qū)域的神經(jīng)細(xì)胞。尤為顯著的是，這項(xiàng)研究調(diào)查的抑制投射將第一處理中心觸角神經(jīng)葉的嗅覺(jué)信息傳輸給側(cè)角同時(shí)繞開(kāi)蕈形體，后者是學(xué)習(xí)和記憶的中心。這種抑制投射神經(jīng)元可以被分為兩個(gè)形態(tài)群：第一個(gè)子集處理有關(guān)一種氣味是吸引人還是令人排斥的信息，第二個(gè)子集處理這種氣味強(qiáng)度的信息。為了測(cè)試這些神經(jīng)元的功能性，科學(xué)家們研究了這些神經(jīng)元處于不活躍狀態(tài)的果蠅。

    “有趣的是，我們觀察到果蠅并未被任何氣味吸引，但是忽然它開(kāi)始躲避高度有吸引力的氣味，例如香醋，因此我們總結(jié)認(rèn)為抑制投射神經(jīng)元會(huì)調(diào)節(jié)對(duì)氣味的吸引力，從而輔助果蠅找到食物來(lái)源或者產(chǎn)卵地點(diǎn)。” 西爾克·薩克森解釋道。此外，額科學(xué)家們能夠鑒別側(cè)角里的高級(jí)神經(jīng)元，以及那些專(zhuān)門(mén)代表排斥性氣味的神經(jīng)元。這些神經(jīng)元通過(guò)突觸與抑制性投射神經(jīng)元進(jìn)行交流。

    研究人員認(rèn)為果蠅觸角的功能可以與脊椎動(dòng)物大腦里的杏仁核相比擬。以人類(lèi)為例，杏仁核在當(dāng)前形勢(shì)的情緒評(píng)估以及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面起著主要作用。如果杏仁核受損，那么人類(lèi)將無(wú)法表現(xiàn)出恐懼或者傾略性。然而，杏仁核的損傷也會(huì)抑制至關(guān)重要的飛行或者防御反應(yīng)的觸發(fā)?？茖W(xué)家們提出假設(shè)稱(chēng)側(cè)角可能對(duì)果蠅具有相似的效應(yīng)。然而，這一假設(shè)到目前仍僅是一種猜想，因?yàn)橛|角無(wú)法被選擇性的失活。

    在這項(xiàng)研究里，馬克斯普朗克的研究小組鑒別了側(cè)角作為氣味信息的處理中心并會(huì)引發(fā)內(nèi)在的氣味引導(dǎo)的行為。好聞和難聞的氣味是在側(cè)角不同區(qū)域里被空間編碼的。仍需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)查明這一空間地圖是否會(huì)轉(zhuǎn)化為昆蟲(chóng)的行為決定?？茖W(xué)家們?nèi)栽阼b別側(cè)角里的高級(jí)神經(jīng)元以完成從外圍到大腦中心的嗅覺(jué)回路，行為決策產(chǎn)生于大腦中心，它會(huì)繼而引發(fā)有目的性的氣味引導(dǎo)行為。