氣味辨別能力的差異從何而來？日本東京大學研究生院農學生命科學研究科的岡本雅子副教授等人發現，嗅聞氣味後隨即出現的腦活動會對氣味分子特徵進行編碼，而編碼的精度支撐著氣味的辨別能力。這種腦活動模式有望作為指標，應用於嗅覺能力的理解與訓練方法的開發。相關研究成果已發表在期刊《The Journal of Neuroscience》上。
（供圖：東京大學研究生院農學生命科學研究科）
在日常生活中，我們能夠瞬間從氣味中讀取多種資訊。之所以能通過花香感知季節，通過焦糊味察覺危險，都是因為大腦能迅速解讀氣味分子的化學性質。氣味是化學分子，氣味在腦內資訊處理的初始階段，其化學結構就會以神經活動的形式被編碼。
然而，人類初期嗅覺編碼的真實情況，及其對嗅覺能力及行為的影響，目前尚未得到充分闡明。
研究團隊探討了在剛聞到氣味後的數百毫秒內，大腦編碼了何種資訊，以及這些資訊與嗅覺能力之間存在何種關聯。實驗向32名19～28歲的健康成人呈現了9種氣味，並利用高密度腦電圖儀記錄了嗅覺誘發腦電波。研究人員對所獲腦電波數據進行時間-頻率分析，並通過解碼分析與表徵相似性分析，探究了腦活動在何時段、何頻帶上編碼了何種氣味資訊。此外，還實施了嗅覺測試（閾值、辨別、識別）及問卷調查。
分析結果表明，氣味呈現後約80～640毫秒出現的θ波活動，編碼了氣味分子的物理化學特徵。此外，氣味呈現後約300毫秒時θ波的編碼精度越高的人，在嗅覺測試中表現出的氣味辨別能力就越優異。在另一項實驗中，研究人員讓受試者完成兩種氣味的辨別任務，結果發現，在回答正確的試次中，θ波的解碼精度更高。也就是說，θ波活動對氣味辨別起到了作用。另一方面，氣味呈現後約720毫秒之後出現的δ波則編碼了氣味的愉悅度（愉快與不快），且該編碼精度越高的人，在日常生活中越傾向於享受氣味。
這些結果表明，氣味呈現後即刻的θ波活動會編碼分子的物理化學特徵，該資訊支撐著氣味辨別能力；時間相對滯後出現的δ波活動，則與對氣味的愉悅度（愉快與不快）及情緒反應相關。
換言之，在嗅覺系統中，隨著時間推移，資訊會從低層級物理化學特徵的編碼逐步轉換為主觀愉悅度的編碼，並對基於氣味的判斷及行為的不同方面發揮作用。今後，通過將氣味呈現後即刻的腦活動模式作為指標加以利用，有望推動對嗅覺障礙的理解以及開發提升嗅覺功能的訓練方法。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：The Journal of Neuroscience
論文：Behavioral relevance of early neural coding of low-level odor features in humans
DOI：10.1523/JNEUROSCI.0203-25.2025
