人鼻子不如狗灵?我们错了150年

摘要

人类的嗅觉远不及狗或老鼠等动物灵敏,这是人们的一种坚实的信念。如果你说“人鼻子比狗灵敏”,即使不被打死也会被嘲笑为无知。

题图

人类的嗅觉远不及狗或老鼠等动物灵敏,这是人们的一种坚实的信念。如果你说“人鼻子比狗灵敏”,即使不被打死也会被嘲笑为无知。

然而,人们的这种信念遭到彻底颠覆:罗格斯大学从事14年嗅觉研究的心理学副教授约翰·麦肯博士在“科学”杂志上撰文指出,人类嗅觉不灵敏的信念并不是来自于人类嗅觉的实证研究,而是起源于19世纪的认识误区。“事实上,人类的嗅觉与其他哺乳动物,如啮齿动物和狗,一样好。”

人类嗅觉不灵敏,起源于19世纪的认识误区

麦肯博士将人们的这种错误信念的起源追溯到19世纪法国比较解剖学家和脑外科医生保罗·布罗卡的一种假说。

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在欧洲那个大冲突大激荡的年代,布罗卡为了反对法国天主教会“灵魂独立于肉体存在”的说法,依据他观察到的人类相对于其他动物具有较小的嗅球,以及人类的行为不受嗅觉的驱使;.动物的很多行为,特别是性活动,明显受嗅觉驱使的现象,在1879年,他将哺乳动物分为两类:行为受嗅觉驱使和不受嗅觉驱使。

他认为,人类具有高度的自由意志和智慧,行为不受嗅觉驱使,反应在脑解剖上就是具有发达的额叶和相对较小的嗅球。就是说嗅觉对人类相对不那么重要,因而不如动物灵敏。

即便对于今天大多数人们来说,这种说法直观上也具有极大说服力。在当时,更是被普遍接受。甚至有学者认为“人类的嗅觉器官仅仅是进化的残留遗迹”。

著名的精神分析学家弗洛伊德是这种观点积极地拥趸,并将之用于他的精神分析认为,在动物,嗅觉本能性驱动性行为;在人类,嗅觉的退化导致性压抑和精神障碍。

嗅球小,嗅觉就不灵敏?

在比较解剖学上,通常组织器官的结构大小与功能成正相关。作为嗅觉初级中枢和嗅觉传导整合中继站,与其他动物比较,人类嗅球在整个脑容积和重量占比都相对较小。

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人类和小鼠脑组织和嗅球大体结构比较

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人类与几种动物嗅球相对于整个脑组织重量占比的比较

在分子水平上,人类具有大约1000个气味受体基因,但仅有约390个基因编码受体蛋白,其余的是非编码基因。小鼠有1100个编码基因和200个非编码基因。这似乎也可以证明人类嗅觉的不灵敏性。

但是,这些规律似乎并不适用于嗅觉系统。

人类嗅球的绝对大小并不处劣势,比如下图所示与小鼠比表:

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相对于大体结构,功能性神经元数量似乎更为重要。

在涉及24种动物的研究中,嗅球神经元数量基本都在1000万数量级,几种动物嗅球神经元数量由低到高的升序为:人类男性、小鼠、仓鼠、豚鼠、人类女性、猕猴和大鼠。人类总体上处在中游水平。

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另一个指标,人类鼻腔嗅觉粘膜得绝对面积也不处劣势,平均5.0平方厘米,而小鼠和大鼠分别为1.4和6.9。

人类嗅觉系统与其他哺乳动物存在很大的优势性差异

嗅球功能结构单元是嗅小球。尽管嗅球中的神经元数量相似,但人类嗅球平均有5600个嗅小球,而小鼠约1800,大鼠约2400。相对较大的嗅小球数量和相对较少数量的功能性气味受体基因,意味着在人类可能约每16个嗅小球来加工处理每种气味受体的信息,而在啮齿动物中约为2。

人类嗅觉系统与其他哺乳动物之间另一个显着差异嗅觉系统与整个中枢神经系统的联系上。研究发现,人类嗅觉系统除了具有更发达的嗅皮层,还与学习记忆相关的海马和纹状体,智力和决策相关的额叶,与情绪处理相关的杏仁体等存在广泛的神经联系,因而具有更强大的嗅觉处理能力,同时嗅觉对人类的行为和情绪反应存在重大影响,而不是“嗅觉退化的动物”。

人类具有优秀的嗅觉系统

与人们普遍存在的信念相反,人事实上拥有优秀的嗅觉系统。

实验研究发现,具有完整的嗅觉系统的人可以检测到几乎所有大于1到2个原子的挥发性化学物质。一项研究表明,人类几乎可以分辨出提供的所有的气味,并估计人有分辨超过1万亿种潜在挥发性化合物的能力。虽然这个数字是带有推测性的,但是却远远、远远高于民间和劣质教科书上假定的10000这个数字。

当然,对于具体气味的嗅觉感知上,人类与其他动物可能各有优劣。

比如,有比较研究发现,狗在鉴别洒在消防栓上的尿液方面可能比人类更好,但是人在辨别葡萄酒和人类血腥气味方面远胜于狗。

不同物种对不同的气味不同的敏感性,可能与不同生物所处的环境和生态位置导致的遗传变异有关。因此,跨物种比较嗅觉灵敏性需要多种不同气味剂。

比如,一项实验比较了小鼠、蜘蛛猴和人类对六种含硫气味剂的嗅觉感知阈值。人类12位受试者对3-巯基-3-甲基琥珀酸甲酯敏感性都高于小鼠和蜘蛛猴,平均高出三个数量级;而对于3-巯基-3-甲基丁-3-醇的敏感性,所有12个人类受试者表现都不及小鼠,与蜘蛛猴相当。总体而言,人类对六种气味剂中的两种最敏感,而小鼠对其他四种气味剂更敏感。

在早先的研究发现,人类对香蕉的香味(乙酸戊酯)比狗和兔子敏感,对人血腥味(反式-4,5-环氧-2(E)-癸烯醛)比小鼠更敏感。

一项对九种哺乳动物对羧酸气味检测阈值评估发现,人类对所有6种气味中的2种最敏感。

以上有限的研究发现,人拥有足够优秀的嗅觉系统,即使不比其他动物优秀,至少不差。

嗅觉对人类行为和情绪存在巨大影响

布罗卡之所以把人类归于不受嗅觉驱动的动物,认识误区的形成,一方面是由于当时社会政治斗争(与宗教)的需要,另一方面也是出于观察的局限性,比如过多的注重嗅觉在性行为中的驱动性。

事实上,嗅觉对人类行为和情绪具有巨大的影响力。

特定气味可以引发特定的记忆和情绪,影响自主神经系统的激活,影响认知,增加或舒缓压力,甚至引发趋近或回避行为。

气味对于记忆和情绪的强大影响力早就引起关注。这方面最典型的例子就是被称为普鲁斯坦记忆(或非自愿记忆)——故事中茶浸泡马德琳(蛋糕)的气味激活了普鲁斯特(人名)对于他阿姨家的详细记忆。

日常生活或者文学作品中,有关家乡的味道,土地的芬芳,前情人的气息,等等,都可以唤起人们无限的记忆,和美好或痛苦的情绪。

人对气味具有跟狗一样的追踪能力,有时候是无意识的。比如,我们有时会说“不知不觉地就走到XX地,尤其是花圃或草地”,正是对比如花香等美好气味追踪的结果。

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人的社会活动,比如朋友的相处,食物和性伴侣的选择,同样都受到嗅觉的驱使或影响。

医疗上,自古以来的熏香疗法,至少在提高警觉性,减轻焦虑,影响自信心方面显示相当效用。

综上所述,与相传150年的信念相反,人具有优秀的嗅觉系统和嗅觉能力。

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