■本报记者 马佳
偶尔,我们会听到“嗅到恐惧”这样的说法，更多的是把它当作一句比喻。如今，科学家已经通过一些实验初步证明，这不是一个比喻，而是一种对事实的描述。
美国新泽西罗格斯大学的研究人员通过对小鼠的实验发现，当这种啮齿动物学会将一种气味与一个可怕的记忆相关联时，它的感觉神经元（OSNs）能够使这种气味恐惧记忆增强。这一结果发表在2013年12月13日的《科学》杂志上。
罗格斯大学副教授约翰·麦肯（John McGann）在接受《中国科学报》记者的邮件采访时说，大多数科学家都曾假定，一个给定的感官刺激总是会从感觉器官——比如眼睛或者耳朵，产生相同的信号传递给大脑；然后，大脑基于过去对这种刺激的学习对这种信号进行翻译。“然而，我们才刚刚开始开发相关的技术来实际检验这种假设：利用基因工程和荧光显微法在活的小鼠身上来观察从鼻子到大脑的信号传递过程。”
小鼠实验
研究人员在实验中使用了一种经过基因改造的小鼠，这种小鼠嗅觉系统的第一组神经元（位于鼻腔中，与气味分子接触的神经细胞）对气味分子发生反应时，它们的神经突触会被点亮。
对这些小鼠，研究人员安排了一组实验，针对每一种活动模式诱发一种气味分子，这样可以训练每一只小鼠对每一种活动模式有对应的气味记忆。而其中一种气味的出现就意味着它将经历一次并不愉快的电击。
经过一段时间，科学家观察到，当这种气味出现时，小鼠鼻子中的神经元会向大脑发出更加强烈的信号预报即将到来的电击，而其他气味出现则没有明显的变化。“这项实验至少证明了，从鼻子向大脑发出的气味的信号中包含了情绪信息。”麦肯告诉《中国科学报》记者。
不过，目前研究人员仅仅知道，当某种气味意味着恐惧时，鼻子会向大脑释放更多的神经递质（在突触传递中担当信使的特定化学物质）。通过对小鼠大脑的监测发现，对这些“恐惧”气味作出反应的小鼠，其感觉神经元中释放出神经递质的量是对正常气味反应所产生的量的4倍左右。“但是，我们并不知道这种信息是如何到达神经元的，这也正是我们目前的研究方向。”麦肯说。
恐惧的气味
科学家们一直都假设，感觉器官包括眼睛、鼻子、耳朵，都是简单的感受器，由大脑负责处理它们接受到的信息。“眼睛就像摄像头，耳朵就像麦克风，鼻子就像化学实验室，而大脑的工作就是分析这些信息。”麦肯说。
当麦肯还是一名耶鲁大学的学生时，就对大脑学习与特定刺激下的情绪有关的研究非常感兴趣。在攻读博士学位时，麦肯学习了利用光学研究嗅觉工作机制的方法。目前来看，引起强烈的情绪反应是嗅觉独特的能力。因此，这也让一些研究人员对于嗅觉系统传递情绪的机制很感兴趣。
此前，神经科学家也认为嗅觉会触发记忆，因此，嗅觉神经应该位于与情绪记忆有关的杏仁核与海马体非常近的位置。
不过在这项研究展开之前，科学家不认为奖励或惩罚可以影响接触部位，即某种刺激与神经系统相遇的地方的感觉处理。他们设想，这种信号变化会发生在初级处理区域的下游。而这项实验提示他们，恐惧条件的影响会增强神经元对重要气味的敏感性，而有关的负面刺激信息会被整合到感觉处理的最初过程中。
同时，这项研究也表明，嗅觉感受器官能够独立于大脑，在检测到令人害怕的气味时会增加它们的活动性，对危险环境释放“警告信号”。
可否复制
如果嗅觉有这样的特殊能力，那么我们的其它感官呢？
麦肯认为，类似的听觉实验是有同样效果的。比如利用耳机对应一些活动自动播放相应的声音。当然，研究人员还不知道耳朵或者眼睛是否也有类似嗅觉神经元一样的功能。同样他们也很难知道除了恐惧之外的其他情绪是否也能被复制到实验中。
麦肯说：“我们知道如何让一只小鼠感到恐惧，但是我们很难知道怎样能让小鼠真正的快乐。”不过，他们还是准备在实验中重复其他情绪。他告诉《中国科学报》记者：“我们准备重复这个实验，但是把电击换成糖，让恐惧情绪换成愉快的情绪。目前实验还没有进行，因此，我们也还不知道答案。”
当然，还有一个更加重要的问题，那就是，人类的鼻子是否也具有同样的能力。如果有这样的可能，那么，这一研究也许可以应用于治疗焦虑症，比如创伤后应激障碍。一些患有创伤后应激障碍的人就是对于某种刺激会高度敏感，这种刺激往往会引起他们对伤痛的回忆。而这种敏感就可能来源于最初级的神经水平。
麦肯强调，也许这种反应类似于实验中小鼠的反应。
《中国科学报》 (2014-02-14 第16版 探索)
