鼻子是人或其它哺乳動物臉上覆蓋著鼻腔前部的突出部分，由外鼻、鼻腔和鼻竇3部分組成。外鼻由鼻骨、鼻軟骨和軟組織夠成。鼻尖與鼻翼軟組織與皮膚粘連甚緊。外鼻的靜脈血匯流海綿竇。
鼻腔的前部稱鼻前庭，有鼻毛，并富有汗腺和皮脂腺。鼻腔的頂部是顱前窩底部一部分，較薄，與硬腦膜相連甚緊，有嗅神經(jīng)通過。鼻的內(nèi)側(cè)為鼻中隔，其下前方有豐富的血管網(wǎng)，鼻腔外側(cè)壁表面不規(guī)則，有3個(gè)垂向下方的突出部，分別稱為上鼻甲、中鼻甲和下鼻甲。各鼻甲的下方的空隙稱為鼻道，即上、中、下鼻道。鼻甲內(nèi)側(cè)與鼻中隔之間的空隙稱總鼻道。在下鼻道有鼻淚管開口，在中鼻道有額竇、前篩竇及上頜竇開口，在上鼻道有后篩竇和蝶竇的開口。
嗅覺由兩個(gè)感覺系統(tǒng)參與，即嗅神經(jīng)系統(tǒng)和鼻三叉神經(jīng)系統(tǒng)。嗅覺和味覺會整合和互相作用。嗅覺是外激素通訊實(shí)現(xiàn)的前提。
嗅覺是一種遠(yuǎn)感，它是通過長距離感受化學(xué)刺激的感覺。相比之下，味覺是一種近感。
嗅覺器官由左右兩個(gè)鼻腔組成，這兩個(gè)鼻腔藉著鼻孔與外界相通，中間有鼻中膈，鼻中膈表面的粘膜與覆蓋在整個(gè)鼻腔內(nèi)壁的粘膜相連。嗅覺感覺的作用就是讓人體感覺到各種不同的氣味。
嗅覺上皮組織包著休耳采氏細(xì)胞，這是嗅覺中樞所在。休耳采氏細(xì)胞的四周有鼻粘膜的支撐細(xì)胞包圍著。休耳采氏細(xì)胞屬于兩極細(xì)胞，具有樹突和軸突兩種細(xì)胞質(zhì)延伸物。樹突是由一圓柱形部分和有嗅覺纖毛的粘膜芽狀物組成，這纖毛即構(gòu)成了嗅覺的出發(fā)點(diǎn)。樹突會滲入支撐細(xì)胞到達(dá)鼻粘膜的表面上，軸突則穿越篩骨板往大腦的方向去。
吸入的空氣中含有一些能夠引起嗅覺的物質(zhì)，這些物質(zhì)穿越鼻粘膜到達(dá)上皮組織與嗅覺纖毛接觸；嗅覺纖毛會刺激細(xì)胞質(zhì)延伸物末端粘膜芽狀物的細(xì)胞膜，將此一嗅覺刺激傳送到休耳菜氏細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)。
脊椎動物的嗅覺感受器通常位于鼻腔內(nèi)由支持細(xì)胞、嗅細(xì)胞和基細(xì)胞組成的嗅上皮中。在嗅上皮中，嗅覺細(xì)胞的軸突形成嗅神經(jīng)。嗅束膨大呈球狀，位于每側(cè)腦半球額葉的下面；嗅神經(jīng)進(jìn)入嗅球。嗅球和端腦是嗅覺中樞。
在昆蟲方面，它們的觸角有嗅毛。
外界氣味分子接觸到嗅感受器，引發(fā)一系列的酶級聯(lián)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)傳導(dǎo)。
嗅覺感受器的嗅細(xì)胞存在于鼻腔的最上端、淡黃色的嗅上皮內(nèi)，它們所處的位置不是呼吸氣體流通的通路，而是為鼻甲的隆起掩護(hù)著。帶有氣味的空氣只能以回旋式的氣流接觸到嗅感受器，慢性鼻炎引起的鼻甲肥厚常會影響氣流接觸嗅感受器，造成嗅覺功能障礙。
嗅覺是由物體發(fā)散于空氣中的物質(zhì)微粒作用于鼻腔上的感受細(xì)胞而引起的。在鼻腔上鼻道內(nèi)有嗅上皮，嗅上皮中的嗅細(xì)胞，是嗅覺器官的外周感受器。嗅細(xì)胞的粘膜表面帶有纖毛，可以同有氣味的物質(zhì)相接觸。
每種嗅細(xì)胞的內(nèi)端延續(xù)成為神經(jīng)纖維，嗅分析器皮層部分位于額葉區(qū)。
嗅覺的刺激物必須是氣體物質(zhì)，只有揮發(fā)性有氣味物質(zhì)的分子，才能成為嗅覺細(xì)胞的刺激物。
一般來說，老鼠的嗅覺比人靈敏得多，但人類卻比老鼠更容易嗅聞到正丁醇的氣味。
人類嗅覺遠(yuǎn)不如其它哺乳動物那么靈敏，除了嗅腦較小以外，鼻腔頂部的嗅區(qū)面積太小也是一個(gè)原因——人只有5平方厘米，貓為21平方厘米，而狗為169平方厘米。嗅區(qū)粘膜內(nèi)含大量的嗅腺。吸氣時(shí)，空氣中含氣味的微粒到達(dá)嗅區(qū)粘膜，并溶解于嗅腺的分泌物中，此時(shí)就會刺激嗅毛的雙極嗅細(xì)胞產(chǎn)生神經(jīng)沖動，這些沖動經(jīng)過嗅神經(jīng)、嗅球傳到大腦嗅覺中樞而產(chǎn)生嗅覺。據(jù)測定，人類嗅粘膜上約有1000萬個(gè)嗅細(xì)胞，它們是嗅覺的感受器。每個(gè)細(xì)胞靠近鼻腔的一側(cè)又有6-8根嗅毛向鼻腔伸長，因而可以捕捉到任何氣息。
還有另一個(gè)原因是人類一級嗅神經(jīng)比其它任何哺乳動物少得多。就是說，來自嗅感器的信號，經(jīng)嗅球中轉(zhuǎn)后，一級嗅神經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足后繼信號傳遞的需求。嗅覺沖動信號是一峰接著一峰進(jìn)行的，由第一峰到達(dá)第二峰時(shí)，神經(jīng)需要1毫秒或更長的恢復(fù)時(shí)間，如第二個(gè)刺激的間隔時(shí)間大于神經(jīng)所需的恢復(fù)時(shí)間，表現(xiàn)為興奮效應(yīng)；如間隔時(shí)間過短，神經(jīng)還處于疲勞狀態(tài)，這樣反而促使了絕對不應(yīng)期的延長，任何強(qiáng)度的刺激都不引起反應(yīng)，它就表現(xiàn)為抑制性效應(yīng)�！叭胫ヌm之室，久而不聞其香；入鮑魚之肆，久而不聞其臭”的道理就在于此。當(dāng)我們停留在具有特殊氣味的地方一段長時(shí)間之后，對此氣味就會完全適應(yīng)而無所感覺，這種現(xiàn)象叫做嗅覺器官適應(yīng)，這是由鼻粘膜的嗅覺細(xì)胞及中樞神經(jīng)系統(tǒng)所指揮控制。
人的嗅覺
其實(shí)人類的嗅覺敏感性還是很高的，可嗅出每升空氣中4×10-5毫克的人造麝香，通�？梢苑直娉�1000-4000種不同的氣息，經(jīng)過特殊訓(xùn)練的鼻子——調(diào)香師和評香師——可以分辨高達(dá)10000種不同的氣味。
一般說來，女性的嗅覺比男性要靈敏，但調(diào)香師卻是男的比女的多。
嗅覺的敏感度通常用嗅覺閾來測定。所謂嗅覺閾就是能夠引起嗅覺的有氣味物質(zhì)的最小濃度。
對于同一種氣味物質(zhì)的嗅覺敏感度，不同人具有很大的區(qū)別，有的人甚至缺乏一般人所具有的嗅覺能力，我們通常叫它為嗅盲。就是同一個(gè)人，嗅覺敏銳度在不同情況下也有很大的變化。如某些疾病，對嗅覺就有很大的影響，感冒、鼻炎都可以降低嗅覺的敏感度。環(huán)境中的溫度、濕度和氣壓等的明顯變化，也都對嗅覺的敏感度有很大的影響。
嗅覺不象其它感覺那么容易分類，在說明嗅覺時(shí)，還是用產(chǎn)生氣味的東西來命名，例如玫瑰花香、肉香、腐臭味等等。
在幾種不同的氣味混合同時(shí)作用于嗅覺感受器時(shí)，可以產(chǎn)生不同情況，一種是產(chǎn)生新氣味，一種是代替或掩蔽另一種氣味，也可能產(chǎn)生氣味“中和”，混合氣味有可能不引起嗅覺。
味覺和嗅覺器官是我們身體內(nèi)部與外界環(huán)境溝通的兩個(gè)出入口。因此，它們擔(dān)負(fù)著一定的警戒任務(wù)。敏銳的嗅覺，可以避免有害氣體進(jìn)入體內(nèi)。
在營養(yǎng)方面，人們根據(jù)分析器的分析活動，嗅覺和味覺協(xié)同活動，對不同的食物作出不同的反應(yīng)。
在聽覺、視覺損傷的情況下，嗅覺作為一種距離分析器具有重大意義。盲人、聾啞人運(yùn)用嗅覺就象正常人運(yùn)用視力和聽力一樣，他們常常根據(jù)氣味來認(rèn)識事物，了解周圍環(huán)境，確定自己的行動方向。
嗅覺作用的運(yùn)作情形，目前還無法解釋清楚，比較盛行的說法是：嗅覺細(xì)胞膜內(nèi)有一些凹洞，當(dāng)有物質(zhì)的氣味進(jìn)入任何一個(gè)凹洞時(shí)，細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)就會有所改變，此一改變即為嗅覺感知的開始。每一個(gè)嗅覺細(xì)胞內(nèi)都包含一種嗅覺接受器；早期的科學(xué)家認(rèn)為人體的嗅覺接受器有7種類型，各自負(fù)責(zé)不同氣味的感知。
嗅上皮和有關(guān)中樞究竟怎樣感受并能區(qū)分出多種氣味，至今尚無法完滿解答。有人分析了600種有氣味的物質(zhì)和它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)，提出至少存在7種“基本氣味”；其它眾多的氣味則可能由這些基本氣味的組合所引起。這7種“基本氣味”是：樟腦味、麝香味、花卉味、薄荷味、乙醚味、辛辣味和腐腥味；大多數(shù)具有“同樣氣味”的物質(zhì)也具有共同的分子結(jié)構(gòu)、有特殊結(jié)合能力的受體蛋白（理論上至少有7種），這種結(jié)合可通過G-蛋白而引起第二信使類物質(zhì)的產(chǎn)生，最后導(dǎo)致膜上某種離子通道開放，引起Na+、K+等離子的跨膜移動，在嗅細(xì)胞的胞體膜上產(chǎn)生去極化型的感受器電位，后者在軸突膜上引起不同頻率的動作電位發(fā)放，傳入中樞。用細(xì)胞內(nèi)記錄法檢查單一嗅細(xì)胞電反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，每一個(gè)嗅細(xì)胞只對一種或兩種特殊的氣味起反應(yīng)；嗅球中不同部位的細(xì)胞只對某種特殊的氣味起反應(yīng)。嗅覺系統(tǒng)也與其他感覺系統(tǒng)類似，不同性質(zhì)的氣味刺激有其相對專用的感受位點(diǎn)和傳輸線路；非基本氣味則由于它們在不同線路上引起的不同數(shù)量沖動的組合特點(diǎn)，在中樞引起特有的主觀嗅覺感受。
嗅覺由位于嗅覺細(xì)胞樹突末端的嗅覺纖毛所接受，然后傳送到細(xì)胞質(zhì)，接著到達(dá)神經(jīng)元的輸出延伸物軸突。軸突會穿越篩骨板與前腦葉下側(cè)的兩個(gè)嗅球會合，嗅球本身藉著嗅腳與大腦相連；嗅神經(jīng)就是在此開始分支，往內(nèi)嗅中樞和外嗅中樞分布，直到大腦的嗅覺區(qū)里。 還有許多的組織參與嗅覺感知的工作，它們藉著神經(jīng)纖維和大腦的嗅覺中樞相連。
除了對氣味的感知之外，嗅覺器官對味道也會有所感覺。當(dāng)鼻粘膜因感冒而暫時(shí)失去嗅覺時(shí)，人體對食物味道的感知就比平時(shí)弱；而人們在滿桌菜肴中挑選自己喜歡的菜時(shí)，菜肴散發(fā)出的氣味，常是左右人們選擇的基本要素之一。
長期以來，嗅覺一直是我們所有的感覺中最為神秘的東西，我們不知道識別和記憶約1萬種不同的氣味的基本原理。不過，2004年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎得主美國的理查德·阿克塞爾（Richard Axel）和琳達(dá)·巴克（Linda Buck）已經(jīng)解決了該難題，他們一系列的開創(chuàng)性研究闡明了我們的嗅覺系統(tǒng)是如何工作的。
兩位獲獎?wù)咴?991年合作發(fā)表了基礎(chǔ)性的論文，宣布他們發(fā)現(xiàn)了含約1000個(gè)不同基因的一個(gè)氣味受體基因大家族（占人類基因總數(shù)的3%），這些基因構(gòu)成了相同數(shù)量的嗅細(xì)胞嗅覺受體類型，而這些受體位于嗅覺受體細(xì)胞內(nèi)。每一種嗅覺受體細(xì)胞只擁有一種類型的氣味受體，每一種受體能探測到有限數(shù)量的氣味物質(zhì)。因此，嗅覺受體對某幾種氣味是高度特異性的。盡管氣味受體只有約1000種，但它們可以產(chǎn)生大量組合，從而形成大量的氣味識別模式，這也是人類和動物能夠辨別和記憶不同氣味的基礎(chǔ)。
嗅覺系統(tǒng)工作時(shí)，嗅覺受體細(xì)胞會發(fā)出神經(jīng)纖維信息到嗅小球，那里大約有2000多個(gè)確定的微區(qū)嗅小球，嗅小球的數(shù)量大約是嗅覺受體細(xì)胞類型數(shù)量的2倍之多。嗅小球是很“專業(yè)化”的，攜帶同種受體的受體細(xì)胞聚集其神經(jīng)纖維進(jìn)入相同的嗅小球，即來自具有相同受體的細(xì)胞的信息會聚到同一嗅小球。隨后嗅小球激活僧帽細(xì)胞的神經(jīng)細(xì)胞。每種僧帽細(xì)胞只能由一個(gè)嗅小球激活，信息流的“特異性”也就因而保留。僧帽細(xì)胞然后將信號傳輸?shù)酱竽X其他地方。結(jié)果，來自多種氣味受體的信息整合成每種氣味所具有的“特征性的模式”，使得我們可以自由地感受到識別的氣味。
理查德·阿克塞爾和琳達(dá)·巴克
嗅覺是動物生活發(fā)展的第一知覺，屬于一種非常保守及古老的知覺，而且還是惟一的直接進(jìn)入腦部的知覺。
人體五官所能感覺之萬千景象，莫過于香味之神秘莫測�，F(xiàn)代科學(xué)儀器可以測定各種感覺，于視覺有分光器，于聽覺有音叉，于膚覺則有溫度計(jì)、壓力表，唯嗅覺味覺除了直接知覺外，尚無它法可以測定。嗅覺所受個(gè)人心理上之影響較之味覺更為顯著，故香之性質(zhì)往往帶有不能律以常理之神秘作用，其復(fù)雜程度非味覺所可比者。
視覺、聽覺和觸（膚）覺屬于物理感覺，嗅覺和味覺屬于化學(xué)感覺。但嗅覺時(shí)常還會伴有其他感覺的混合，如嗅辣椒時(shí)的辣味常伴有痛覺，嗅薄荷葉時(shí)又帶有冷覺，痛覺和冷覺屬于觸（膚）覺，所以也是物理感覺。
人的嗅覺器官——嗅粘膜位于鼻腔的上部三分之一處，鼻腔可分為鼻前庭和固有鼻腔，后者又可分為呼吸部和嗅覺部。固有鼻腔中有三個(gè)鼻甲，其作用是過濾和溫暖吸入人體的空氣。上部分是嗅覺部，是感受嗅覺刺激的部位。該部位有呈黃色的嗅粘膜，在嗅粘膜中含有感覺細(xì)胞和嗅神經(jīng)末梢。嗅神經(jīng)末梢中有數(shù)百嗅纖毛，這些嗅纖毛是嗅覺的特殊感受器。
嗅覺感受器位于上鼻道及鼻中隔后上部的嗅上皮，兩側(cè)總面積約5厘米2。由于它們的位置較高，平靜呼吸時(shí)氣流不易到達(dá)，因此在嗅一些不太顯著的氣味時(shí)，要用力吸氣，使氣流上沖，才能到達(dá)嗅上皮。嗅上皮含有三種細(xì)胞，即主細(xì)胞、支持細(xì)胞和基底細(xì)胞。主細(xì)胞也稱呼嗅細(xì)胞，呈圓瓶狀，細(xì)胞頂端有5-6條短的纖毛，細(xì)胞的底端有長突，它們組成嗅絲，穿過篩骨直接進(jìn)入嗅球。
有香物質(zhì)的微粒子首先通過鼻腔進(jìn)入嗅粘膜，或者是波動傳到嗅粘膜后產(chǎn)生特殊的刺激——嗅覺的“粒子說”和“波動說”的爭論就在這里——這種刺激通過神經(jīng)傳至大腦嗅中樞，即可形成香的認(rèn)識。人的嗅腦(大腦嗅中樞)是比較小的，通常只有小指尖那么小的一點(diǎn)點(diǎn)（占整個(gè)大腦的千分之一左右），人從嗅到香氣到產(chǎn)生香感覺大約需要O.2-O.3秒時(shí)間，成功地辨識出氣味的最高峰是在“聞”到氣息后的12秒左右。
嗅覺器官是由鼻內(nèi)的粘液層、上皮組織（嗅覺神經(jīng)細(xì)胞所在）及支持層構(gòu)成。粘液層是黃棕色的，厚度及黏稠度相當(dāng)多變。這種變化會影響自吸入的空氣中吸收香味的程度�？諝鉁囟冗^低會造成粘液層膨脹，因而阻礙空氣流過嗅覺器官，此層組織會變厚，黏稠度也會改變，分子進(jìn)入嗅覺器官的流動將變慢甚至停止。因此，氣溫很低的時(shí)候人們會覺得聞不到什么氣味。激素（荷爾蒙）也會影響粘液層的厚度，這可以解釋為什么女性生理期期間對香味的敏感度與平時(shí)顯著不同。
在小小的嗅腦內(nèi)部，嗅球蘑菇狀部的內(nèi)壁排列著許多信號中轉(zhuǎn)作用的小球，信號由小球經(jīng)嗅束傳至嗅三角，最后傳到位于海馬回鉤及其附近的大腦皮質(zhì)中的嗅神經(jīng)纖維中樞(即“嗅中樞”)。人類右腦是辨別空間知覺(如嗅覺等)的傳入系統(tǒng)。從嗅中樞出發(fā)，經(jīng)脂肪髓鞘神經(jīng)的傳出纖維，通過腦干再經(jīng)前聯(lián)合交叉神經(jīng)纖維返回嗅球。從而，構(gòu)成了嗅覺信息的反饋系統(tǒng)。
嗅感信號在嗅神經(jīng)上以前進(jìn)的方式傳遞，通過嗅球中轉(zhuǎn)，傳至大腦皮層內(nèi)嗅中樞的嗅感葉上，經(jīng)一個(gè)極為復(fù)雜的信號處理過程，對照已積累的嗅覺經(jīng)驗(yàn)，反映出輸入信號為何種氣息。這一系列過程是受著高度精細(xì)靈敏的嗅中樞所控制著的。由此所構(gòu)成的感覺功能稱為嗅覺。
陶醉
經(jīng)驗(yàn)告訴我們：引起刺激的香氣分子必須具備下列基本條件才能使神經(jīng)沖動：要具有揮發(fā)性、水溶性和脂溶性；要有發(fā)香原子或發(fā)香基團(tuán)；要有一定的分子輪廓；分子量為17(氨)-340(苯乙酸柏木酯)；紅外吸收光譜為7500-1400nm；拉曼吸收光譜為1400-3500hm；折光率為1.5左右。
嬰兒和學(xué)步兒的嗅覺并沒有明顯的改變。人類對氣味喜好的改變是在青春期，形成原因與性荷爾蒙的產(chǎn)生有關(guān)。青春期的年輕人會突然喜歡以前討厭的氣味，而排斥以前喜歡的氣味，例如薰衣草是許多16-20歲青年偏好的氣味。
人們對氣味的反應(yīng)會隨著年齡增長越來越主觀，而且更富聯(lián)想力。嗅覺最靈敏的時(shí)期是在30-40歲之間（這也是人類性欲最強(qiáng)的時(shí)期，民間有“三十如狼、四十似虎”的說法）。之后嗅覺便慢慢衰退，65-80歲的老人有半數(shù)嗅覺幾乎完全喪失（女性年老時(shí)嗅覺比較不容易衰退），但味覺卻可以一直維持良好的功能。
許多嗅覺的刺激無法在我們的意識階層察覺。嗅覺神經(jīng)和古老的邊緣系統(tǒng)及大腦皮質(zhì)右半邊有很多連接，這兩個(gè)系統(tǒng)對控制我們的情感及情緒相當(dāng)重要，但邊緣系統(tǒng)和語言中樞之間的連接非常有限，或?qū)儆陂g接的連接。這可以解釋為什么許多人認(rèn)為感情和情緒很難用文字形容，也能說明許多人的行為被意識察覺不到的氣味影響之原因。
人類的嗅覺研究還處在起步階段。研究嗅覺系統(tǒng)并了解嗅覺的工作機(jī)制，對基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)展非常重要。同時(shí)，從長遠(yuǎn)來看，有利于診斷和治療患嗅覺疾病的人，尤其是老年人。
某些疾病如感冒會降低嗅覺的敏感性，腎上腺功能低下者則出現(xiàn)嗅覺過敏。當(dāng)患慢性鼻炎引起的鼻甲肥大、鼻息肉、鼻腫瘤等疾病阻塞鼻道時(shí)，空氣中帶氣味的微粒就到達(dá)不了嗅粘膜，嗅覺就會減退。腭裂、鼻中隔缺損、氣管切開或全喉切除術(shù)后等，因吸入氣流改道，嗅覺也大受影響。萎縮性鼻炎、中毒性嗅神經(jīng)炎、有害氣體損傷、顱底骨折、嗅溝腦膜瘤、腦膿腫、腦血管病等會影響嗅神經(jīng)沖動的形成或傳導(dǎo)，或影響大腦嗅覺中樞的功能而使嗅覺缺損。
嗅覺不象其它感覺那么容易分類，在說明嗅覺時(shí)，還是用產(chǎn)生氣味的東西來命名，例如玫瑰花香、肉香、腐臭……。
在幾種不同的氣味混合同時(shí)作用于嗅覺感受器時(shí)，可以產(chǎn)生不同情況，一種是產(chǎn)生新氣味，一種是代替或掩蔽另一種氣味，也可能產(chǎn)生氣味“中和”。
在聽覺、視覺損傷的情況下，嗅覺作為一種距離分析器具有重大意義。盲人、聾啞人運(yùn)用嗅覺就象正常人運(yùn)用視力和聽力一樣，他們常常根據(jù)氣味來認(rèn)識事物，了解周圍環(huán)境，確定自己的行動方向。人們常說的“瞎子精、聾啞靈”就是這個(gè)道理。
除了對氣味的感知之外，嗅覺器官對味道也會有所感覺。當(dāng)鼻粘膜因感冒而暫時(shí)失去嗅覺時(shí)，人體對食物味道的感知就比平時(shí)弱；而人們在滿桌菜肴中挑選自己喜歡的菜時(shí)，菜肴散發(fā)出的氣味，常是左右人們選擇的基本要素之一。
倫敦大學(xué)的馬歇爾·斯通哈姆及其同事宣稱：我們的嗅覺可能是依賴于鼻子內(nèi)的“受體”中存在的電子隧穿效應(yīng)。他們的計(jì)算顯示鼻子是通過將分子振動轉(zhuǎn)化成電流來感覺氣味的，而不是象先前認(rèn)為的是通過識別氣味分子的形狀。以前大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為，分子的形狀決定了它們的氣味，鼻子中的感應(yīng)分子有選擇性地和具有特殊形狀的分子結(jié)合。然而，這個(gè)理論不能夠解釋為什么一些形狀差異很大的分子具有相同的氣味，而另外一些形狀非常相似但是質(zhì)量不同的分子具有非常不一樣的氣味。
有些科學(xué)家曾嘗試著提出新的理論解釋這種矛盾——每個(gè)分子具有完全不同的振動模式，這些同樣可以被鼻子中的感應(yīng)分子探測到。然而，由于缺少將振動轉(zhuǎn)化成大腦可接受信號的機(jī)制，這個(gè)理論并不是完整的。
現(xiàn)在，倫敦學(xué)院的研究者們通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，電子隧穿可以提供將氣味和分子振動聯(lián)系起來的機(jī)制。他們的工作是基于1996年由盧卡•土林首先提出的理論，當(dāng)時(shí)他在倫敦學(xué)院工作。土林認(rèn)為鼻子內(nèi)的分子感應(yīng)器就像是一個(gè)電子開關(guān)一樣，當(dāng)與具有特定振動性質(zhì)的分子結(jié)合的時(shí)候就會打開電流通路。他同時(shí)還建議，這個(gè)轉(zhuǎn)換機(jī)制就是電子隧穿，這完全是一個(gè)量子力學(xué)效應(yīng)，而且已經(jīng)知道這個(gè)過程會通過所謂的聲子協(xié)助隧穿過程受到振動的影響。
斯通哈姆和他的同事們將土林的想法向前推進(jìn)了一步，計(jì)算了設(shè)想中的分子感應(yīng)器中預(yù)期的電子遷移率。計(jì)算的結(jié)果顯示，當(dāng)具有相應(yīng)振動頻率的氣味分子和感應(yīng)分子結(jié)合的時(shí)候，電流的強(qiáng)度會顯著地增強(qiáng)。斯通哈姆及其同事正在檢查實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，以確定感應(yīng)分子是如何響應(yīng)不同的分子的，他們希望他們的計(jì)算結(jié)果會促使其他的物理學(xué)家設(shè)計(jì)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)以檢驗(yàn)他們的理論。
人類的嗅覺末梢神經(jīng)細(xì)胞，雖分布在鼻“內(nèi)”的嗅覺上皮，卻直接暴露在空氣中（也就是說：人腦是直接“嗅聞”到氣味的）。不像耳朵或眼睛的神經(jīng)細(xì)胞——耳朵的聽覺神經(jīng)細(xì)胞，有淋巴液、卵圓窗及耳膜，與外界分開；眼睛的視神經(jīng)細(xì)胞，有玻璃狀液、水晶體及角膜，隔離外界。而且嗅覺神經(jīng)細(xì)胞能持續(xù)替換它們自己，稱為“復(fù)制現(xiàn)象”。但是視網(wǎng)膜或內(nèi)耳神經(jīng)細(xì)胞，幾手無法修補(bǔ)它們的損傷。這是嗅覺神經(jīng)與其它兩者****的差別。
美國科學(xué)家經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行簡單的嗅覺測試可幫助醫(yī)生判斷病人是否患有阿爾茨海默氏癥（早老性癡呆癥），早期早老性癡呆癥患者可能聞不出包括草莓、香煙、肥皂和丁香等物質(zhì)的氣味。這種診斷方法是有科學(xué)依據(jù)的。對早老性癡呆患者大腦進(jìn)行的研究顯示，與嗅覺相關(guān)的神經(jīng)路徑在發(fā)病初期就已受到影響。
領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)研究的紐約哥倫比亞大學(xué)精神病和神經(jīng)病學(xué)教授都瓦南德說，當(dāng)前還沒有發(fā)現(xiàn)治愈這種神經(jīng)性疾病的方法。早期診斷早老性癡呆癥對病人和家屬來說很重要，早作診斷，病人就能得到及時(shí)有效的治療，而病人及其家屬也能更好地為今后的生活作出規(guī)劃。
雖然一些簡單測試，如讓病患畫鐘表等也能測出潛在的早老性癡呆癥，但在早期往往很難分辨病人得的到底是早老性癡呆癥還是其他形式的失憶癥——失憶癥也有可能會導(dǎo)致癡呆�？茖W(xué)家對150名有輕微認(rèn)知障礙的人進(jìn)行了研究，每半年進(jìn)行一次測試，并將他們與63名健康的老年人做了比較。在美國神經(jīng)精神藥理學(xué)會舉辦的會議上，科學(xué)家提出，有無能力分辨出10種特定氣味將會幫助醫(yī)生清晰地判斷病人是否患上早老性癡呆癥。這些氣味包括草莓、煙、肥皂、薄荷、丁香、鳳梨、天然氣、紫丁香、檸檬和皮革等的氣味，縮小特定氣味的范圍可能會加快疾病的篩查速度，并有助盡快做出診斷。
人的嗅覺產(chǎn)生是依賴于上鼻道粘膜上的細(xì)胞作用的結(jié)果。當(dāng)腦內(nèi)長腫瘤時(shí)，腫瘤首先壓迫的是嗅覺中樞及嗅神經(jīng)，使嗅覺信息不能正常地傳入或傳出，從而導(dǎo)致嗅覺障礙以至喪失。繼而腫瘤增大才壓迫神經(jīng)交叉，使視覺減退，以及出現(xiàn)頭痛、思維減退等現(xiàn)象。因此嗅覺減退的發(fā)生要比視覺障礙和出現(xiàn)頭痛早得多，所以說嗅覺減退是腦腫瘤最早的先兆。
腦腫瘤是一種難以確診和治療的腫瘤，當(dāng)人們發(fā)覺時(shí)，往往腫瘤已經(jīng)長得很大，臨床癥狀表現(xiàn)得也很明顯，這種過時(shí)就醫(yī)的治療效果常常是很不理想的。如果患者發(fā)現(xiàn)嗅覺減退或喪失時(shí)，就應(yīng)及早就診。據(jù)美國紐約州立大學(xué)一位學(xué)者在學(xué)術(shù)報(bào)告中指出：“腦腫瘤患者多為中年人，他們的良性及慢性腫瘤增大時(shí)，第一個(gè)病癥就是喪失嗅覺，在數(shù)年之后方可出現(xiàn)視力衰退，思維功能喪失�！辈恍业氖�，這些腫瘤患者很少及時(shí)獲得治療，常因腫瘤增大不可救治，所以必須引起人們高度的重視。如病人早期發(fā)現(xiàn)并獲得適當(dāng)?shù)闹委�，施行手術(shù)割除腫瘤后，他們的思維和視力傷殘現(xiàn)象都可以獲得痊愈。
善用鼻子
此外，嗅覺是與味覺聯(lián)系在一起的。首先是誘人的煎炸香味使我們垂涎欲滴，大腦發(fā)出食欲信號，胃液做好準(zhǔn)備。因此“胃口”并不是因吃而引起，而是由好的氣味而引起的。通心粉、意大利餡餅、冰凍果子汁、加有調(diào)味品的奶酪、新鮮蘆筍、水果蛋糕……所有這些都是“美味”，我們首先是通過氣味將它儲存在腦子里。沒有香味，那就只有自然的饑餓才能將我們推到餐桌旁。
沒有嗅覺，更準(zhǔn)確的說法叫嗅覺缺失，甚至可能引起消瘦病和貪食病，而且性關(guān)系也會變得索然無味。美國性科學(xué)家約翰遜和馬斯特斯的一項(xiàng)研究說明得很清楚：80%因性障礙而來就醫(yī)的病人的嗅覺有問題，他們確實(shí)“無法聞到”他們的伴侶。興趣和欲望，通過鼻子可以完全本能地產(chǎn)生一定的需求。而且氣味通過植物神經(jīng)影響到血壓、呼吸、循環(huán)和激素，使我們興奮、激動、平靜或陶醉。
每個(gè)人的氣味喜惡偏好很大程度上由個(gè)人經(jīng)歷和文化決定，不過法國研究人員卻發(fā)現(xiàn)，人和老鼠具有相似的嗅覺偏好，并以此推論出嗅覺也在部分程度上是由氣味分子引起的生化反應(yīng)先天決定的。研究人員還認(rèn)為，嗅覺固然深受文化等因素的影響，但也可能與客觀的物體氣味分子有關(guān)聯(lián)。
為了證明這一猜想，研究人員準(zhǔn)備了同樣氣味的物品，讓人和老鼠逐一嗅聞。參與實(shí)驗(yàn)的人被要求按照氣味喜好程度排列順序；對于實(shí)驗(yàn)鼠，科研人員則將它們在不同物品前停留的時(shí)間作為主要衡量標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，人和老鼠對于氣味的偏好基本一致，如都比較喜愛一種名為香葉醇的物質(zhì)的氣味，而對焦糊味則“敬而遠(yuǎn)之”。
基本上嗅覺可引起兩種反應(yīng)：“智慧性”及“情緒性”的行為。由于右腦受嗅覺影響很大，所以氣味較能引起“情緒性”的行為。
對于氣味的情緒反應(yīng)究竟出于本能還是學(xué)習(xí)的結(jié)果？這一直是心理學(xué)家爭論的問題。最近在國際比較心理學(xué)雜志發(fā)表的研究結(jié)果傾向于學(xué)習(xí)的說法。
實(shí)驗(yàn)包括電腦游戲和預(yù)先設(shè)計(jì)好的氣味，研究者發(fā)現(xiàn)參與者對于新氣味的反應(yīng)取決于新氣味出現(xiàn)時(shí)他們感受到的情緒。如果參與者玩游戲時(shí)很開心，他們更有可能喜歡他們聞到的氣味；如果他們玩得不高興，就傾向于不喜歡這種氣味。該研究的負(fù)責(zé)人赫姿副教授提出，人類不是事先就知道對某種氣味如何反應(yīng)，知道它是有益還是有害。當(dāng)我們喜歡或不喜歡某種氣味，這就是學(xué)習(xí)的過程。研究者發(fā)現(xiàn)，當(dāng)一種氣味與一種情緒事件配對時(shí)，對這種氣味的感知就會隨之發(fā)生改變。舉例來說，美國人喜歡冬青的氣味，這種成分在許多糖果和口香糖中很常見；而在英國，冬青常被用來制藥，因此它的氣味會讓人感到有些不快。赫姿提到，這從個(gè)人的經(jīng)歷中也能反映出來。有的人聞到玫瑰的氣味，會回想起父親的葬禮；有的人可能喜歡臭鼬的氣味，因?yàn)樗麖男r(shí)候起就很喜歡臭鼬這種動物。也有一些例外，比如氨水的氣味，有人一聞到就不喜歡。個(gè)人遺傳的差異也可能在對氣味的情緒反應(yīng)中起作用。
該研究不僅在科學(xué)上對嗅覺的理解作出了貢獻(xiàn)，而且也會引起商人們的興趣。有的零售商和飯店老板想給顧客留下好的印象，用有特征的氣味來建立與顧客之間的良好關(guān)系。運(yùn)用氣味來改善情緒具有實(shí)際意義，氣味甚至可以應(yīng)用在學(xué)校和醫(yī)院來提高學(xué)生的成績或病人康復(fù)的速度。日本研究人員正研究一種氣味槍，可以用在商場等地。當(dāng)顧客從面包房前走過時(shí)，攝像頭會指揮氣味槍噴出面包香味，以此來吸引顧客。在英國，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商也正在研究一種可以釋放各種香味的網(wǎng)站。
當(dāng)人的兩個(gè)鼻子同時(shí)聞到兩種不同氣味的時(shí)候，大腦采用交互的方式分別處理來自兩個(gè)鼻子感覺到的信息，人們感覺到氣味在不斷的交互變化，即從一種氣味變?yōu)榱硗庖环N氣味，感覺兩個(gè)鼻孔在不斷的競爭。
休士頓賴斯大學(xué)的研究人員第一次驗(yàn)證了嗅覺系統(tǒng)的“嗅覺競爭”現(xiàn)象，研究結(jié)果于8月20日發(fā)表在現(xiàn)代生物學(xué)雜志的電子期刊上，在9月29日出版的現(xiàn)代生物學(xué)雜志上我們也可以看到這篇文章。
這篇文章由心理學(xué)副教授丹尼斯·陳和研究生周文（音譯）共同執(zhí)筆，文中說：“我們的研究為研究嗅覺系統(tǒng)開辟了新途徑。”在這項(xiàng)研究試驗(yàn)中，科研人員共選取了12個(gè)志愿者，讓他們同時(shí)聞兩種截然不同的瓶裝氣體，其中一瓶裝有苯乙醇，聞起來有點(diǎn)像玫瑰香味，而另外一瓶裝有正丁醇，聞起來有點(diǎn)像記號筆的味道。瓶子上都裝備有鼻夾，可以使志愿者同時(shí)聞到兩種不同氣味的氣體。
在20組循環(huán)實(shí)驗(yàn)中，所有的12個(gè)參加者感覺到味道在玫瑰香和簽字筆味道之間不斷變化。有些實(shí)驗(yàn)者強(qiáng)烈感受到這種變化。其實(shí)，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中，根本就沒有變換過實(shí)驗(yàn)樣品。
據(jù)科學(xué)家稱，發(fā)生在兩個(gè)鼻孔之間的"嗅覺競爭"現(xiàn)象和身體里其它成對的感覺器官是類似的。例如，當(dāng)眼睛同時(shí)觀察兩個(gè)不同的景象時(shí)（一個(gè)眼睛看一種景象），這兩個(gè)景象是交替出現(xiàn)的。當(dāng)同時(shí)演奏兩個(gè)不同的音調(diào)時(shí)，人們感覺到音調(diào)在兩種音調(diào)間不斷地變換。
心理學(xué)副教授丹尼斯·陳說，在兩個(gè)鼻孔同時(shí)接受不同的氣味的實(shí)驗(yàn)中，參與者出現(xiàn)了“嗅覺錯(cuò)覺”現(xiàn)象。他們沒有一直感覺到兩種混合氣體的味道，而是感覺到兩種不同的味道，就好像兩個(gè)鼻孔在相互競爭。盡管兩種氣體同時(shí)存在，大腦好像每次只能感到其中的一種。這個(gè)嗅覺競爭涉及到大腦皮層外部感覺神經(jīng)元的應(yīng)激機(jī)制問題。此次研究結(jié)果為揭示這種現(xiàn)象的本質(zhì)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。隨著研究的深入開展，科研人員能夠知道更多的關(guān)于嗅覺系統(tǒng)的工作機(jī)制。
實(shí)際上，嗅覺競爭只存在于同時(shí)聞到不同氣味的實(shí)驗(yàn)者的意念中，這兩種氣味的物理性質(zhì)沒有發(fā)生改變。這項(xiàng)研究給人們難得的機(jī)會來了解嗅覺和外部物理刺激的關(guān)系。由此，我們有理由相信，嗅覺競爭可能提供了一個(gè)獨(dú)一無二的窗口，可以用它來了解一個(gè)人是否健康。
人類的嗅覺研究還處在起步階段。研究嗅覺系統(tǒng)并了解嗅覺的工作機(jī)制，對基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)展非常重要。同時(shí)，從長遠(yuǎn)來看，有利于診斷和治療患嗅覺疾病的人，尤其是老年人.
中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院神經(jīng)科學(xué)所首次發(fā)現(xiàn)視覺和嗅覺不同模態(tài)之間的學(xué)習(xí)與記憶中具有“協(xié)同共贏”和“相互傳遞”的功效。實(shí)驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)是以果蠅為模式動物、在精巧的飛行模擬器上完成的。在原有的視覺飛行模擬器上，他們“嫁接”了嗅覺氣味調(diào)控系統(tǒng)。他們率先在視覺飛行模擬器上實(shí)現(xiàn)了對個(gè)體果蠅的嗅覺操作式條件化的實(shí)驗(yàn)突破，能夠在同一臺飛行模擬器上，對果蠅個(gè)體同時(shí)完成視、嗅雙模態(tài)或分別獨(dú)立完成單模態(tài)的操作式條件化。他們在檢測雙模態(tài)復(fù)合記憶獲取時(shí)，發(fā)現(xiàn)二者之間的“弱弱”聯(lián)合，竟然能導(dǎo)致跨模態(tài)的學(xué)習(xí)記憶達(dá)到1加1大于2的非線性增強(qiáng)，即“協(xié)同共贏”的效果，而且還實(shí)現(xiàn)了“互利互惠”原則。實(shí)驗(yàn)揭示：視、嗅雙模態(tài)之間的“協(xié)同共贏”、“互利互惠”和“相互傳遞”都對雙模態(tài)信息輸入的時(shí)間一致性有嚴(yán)格的要求。這項(xiàng)成果對靈長類和人更為復(fù)雜的多模態(tài)信息整合、對人工智能中的“多智能體系統(tǒng)”的“自然計(jì)算”、對闡明智力和創(chuàng)造性的本質(zhì)以及基因-腦-行為之間的關(guān)系，都具有重要的理論價(jià)值；果蠅不僅能夠“趨利避害”，還能通過微型腦“舉一反三”，這樣的“通感”能力過去一直被認(rèn)為只能存在于人類等高等生物中。
人類的嗅覺到, 底是在“進(jìn)化著”還是在“退化著”現(xiàn)在也有爭議，最早的人類（直立行走之前）嗅覺應(yīng)該是非常靈敏的，因?yàn)楸亲与x地面較近，現(xiàn)在肯定不如那個(gè)時(shí)候了，但大多數(shù)的人們都相信人類在“進(jìn)化”過程中有很長一段時(shí)間是在海里生活的（“海人”或是“海猿”？就像現(xiàn)在海里的其它哺乳動物鯨、豚、海豹等一樣。相對于其它靈長類動物，人類身上帶有太多的海洋哺乳動物特征，鼻子外形和嗅覺特征更是如此。），嗅覺可能退化了；再次“回到”陸地上以后，嗅覺是不是又要“進(jìn)化”了？這個(gè)“進(jìn)化”到什么時(shí)候“為止”呢？
美國西北大學(xué)的研究人員，通過在志愿者聞到異常的氣味時(shí)給他們電擊，證明了嗅覺和情感之間的令人驚訝的聯(lián)系。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)解釋了為什么感覺可以讓我們遠(yuǎn)離危險(xiǎn)，還可以解釋像創(chuàng)傷后應(yīng)激綜合癥這樣的障礙。
這項(xiàng)研究招募了12位志愿者，志愿者重復(fù)地去聞裝著化學(xué)藥品的瓶子中的氣味，三個(gè)瓶子當(dāng)中有兩個(gè)是裝有一樣的物質(zhì)，而第三個(gè)裝的則是它的鏡像，這就意味著它的氣味通常是很難分辨出來的。志愿者只是偶然能分辨出三個(gè)中沒有氣味是哪一個(gè)。
研究人員在志愿者聞那不一樣的物質(zhì)時(shí)給他們微弱的電擊。在稍后的氣味測試中，他們就能夠有70%的概率正確地指出那不一樣的氣味。
核磁共振掃描顯示這種改變并不是偶然的。在大腦的主要嗅覺區(qū)域儲存氣味的信息確實(shí)存在著變化，與氣味相關(guān)的電擊能讓信息更好地留在大腦中，因此當(dāng)兩次遇到相同的氣味時(shí)就能更快地分辨出來。也就是說大腦似乎有一個(gè)機(jī)械裝置可以發(fā)覺身邊的威脅。
研究人員說幾乎可以肯定是生存特性幫助了我們的進(jìn)化，讓我們可以從周圍的眾多氣味中快速地和下意識地分辨出危險(xiǎn)的氣味。也就是當(dāng)一個(gè)人在經(jīng)歷過廚房火災(zāi)之后，他就能立即分辨出氣味是火災(zāi)引起的還是僅僅是從壁爐里傳出來的。
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