據(jù)科學(xué)日報報道，一種氣味對于生物體來說是否令人愉悅還是惡心不僅僅是味道的問題。一個生物體的存活往往取決于它區(qū)分氣味的能力，因為氣味可以提供有關(guān)食物來源、產(chǎn)卵地點和合適配偶的重要信息。然而，氣味來源可能也是致命危害的跡象。

    德國耶拿馬克斯普朗克化學(xué)生態(tài)學(xué)研究所BMBF嗅覺編碼研究小組的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)對果蠅而言，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處理系統(tǒng)的空間地圖，并顯示側(cè)角可以被分離成三個活躍區(qū)域，每一個區(qū)域代表一個氣味種類。這些種類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。這些分類對果蠅的行為有著直接的影響，暗示著側(cè)角的功能類似于脊椎動物大腦里的杏仁核。杏仁核在感覺印象和危險評估方面起著至關(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圍環(huán)境里的信息并相應(yīng)的調(diào)整自己的行為。動物利用感官，例如視覺和嗅覺，感知周圍環(huán)境里的視覺線索或者氣味從而處理并評估這些信息，并通過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，好聞的氣味是非常重要的信號。雌性昆蟲會利用嗅覺信號選擇合適的產(chǎn)卵地點。而另一方面，難聞的氣味可能暗示著危險，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)域會被激活。如果一種氣味被評為令人愉快或者惡心，那么這種分類方法被稱為快樂效價。“果蠅研究揭示了氣味特征可以通過快樂效價的程度以及氣味強(qiáng)度來定義，它將**大腦更高級區(qū)域的活動，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)域會呈現(xiàn)大腦活動。”

    “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，可以被分離成三個活躍區(qū)域，而觸角神經(jīng)葉大約由50個功能單元組成。”BMBF嗅覺編碼研究小組負(fù)責(zé)人西爾克·薩克森（Silke Sachse）總結(jié)說道。“我們的結(jié)果顯示更高級大腦代表了氣味的種類，例如好聞或者難聞，而非氣味的類型，后者體現(xiàn)在更低級的處理階段，例如觸角和觸角神經(jīng)葉。”

    與很多其它感官網(wǎng)絡(luò)一樣，果蠅的嗅覺回路包含了到達(dá)更高級大腦的空間上獨特的通道，高級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)葉的嗅覺信息傳輸給側(cè)角同時繞開蕈形體，后者是學(xué)習(xí)和記憶的中心。這種抑制投射神經(jīng)元可以被分為兩個形態(tài)群：第一個子集處理有關(guān)一種氣味是吸引人還是令人排斥的信息，第二個子集處理這種氣味強(qiáng)度的信息。為了測試這些神經(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)元會調(diào)節(jié)對氣味的吸引力，從而輔助果蠅找到食物來源或者產(chǎn)卵地點。” 西爾克·薩克森解釋道。此外，額科學(xué)家們能夠鑒別側(cè)角里的高級神經(jīng)元，以及那些專門代表排斥性氣味的神經(jīng)元。這些神經(jīng)元通過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物大腦里的杏仁核相比擬。以人類為例，杏仁核在當(dāng)前形勢的情緒評估以及風(fēng)險評估方面起著主要作用。如果杏仁核受損，那么人類將無法表現(xiàn)出恐懼或者傾略性。然而，杏仁核的損傷也會抑制至關(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)稱側(cè)角可能對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，因為觸角無法被選擇性的失活。

    在這項研究里，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)一步實驗查明這一空間地圖是否會轉(zhuǎn)化為昆蟲的行為決定?？茖W(xué)家們?nèi)栽阼b別側(cè)角里的高級神經(jīng)元以完成從外圍到大腦中心的嗅覺回路，行為決策產(chǎn)生于大腦中心，它會繼而引發(fā)有目的性的氣味引導(dǎo)行為。