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人类嗅觉:为啥你喜欢这个味道?

人类嗅觉:为啥你喜欢这个味道?

知乎日报链接:人类对嗅觉的偏好:为什么有人觉得榴莲很香,有人觉得很臭?

嗅觉最原始基本的作用是闻到食物或者感受到周围环境的状况,甚至是危险的靠近。为了不饿肚子,闻到喜欢的味道便可以找到更多更好的食物果腹;为了避开危险,任何有危险信号的气味,都会激起不愉快的感知,让我们“不喜欢”。譬如说腐败的味道,让你觉得不想吃。因为进化的结果是,不喜欢吃有腐败味道的动物,或说能分辨什么能吃什么不能吃的动物,才能减少得病的几率,才有更大生存的可能。

嗅觉喜好另一个很直接的作用是找对象。
早 在90年代,就有不少证据表明基因histocompatibility complex (MHC)会影响人类和老鼠的气味和配偶喜好。另一些药理学研究,也发现了通过改变大脑的嗅球(olfactory bulb)里的一些受体,如肾上腺素受体(e.g. α2-adrenoceptor)来刺激或抑制老鼠的嗅觉偏好的学习行为。


为什么有些食物更好吃?为什么不同的人喜欢/不喜欢的食物不同?Why is it that some foods taste better than others, and why do different people like or dislike different foods?
扩展来讲:为什么不同的人有不同的气味喜好(嗅觉)、颜色喜好(视觉)、口味喜好(味觉)、声响喜好(听觉)?

首先,从进化角度来讲,嗅觉是最古老,在自然界存活最要紧的一个感觉。

嗅觉最原始基本的作用是闻到食物或者感受到周围环境的状况,甚至是危险的靠近。为了不饿肚子,闻到喜欢的味道便可以找到更多更好的食物果腹;为了避开危险,任何有危险信号的气味,都会激起不愉快的感知,让我们“不喜欢”。譬如说腐败的味道,让你觉得不想吃。因为进化的结果是,不喜欢吃有腐败味道的动物,或说能分辨什么能吃什么不能吃的动物,才能减少得病的几率,才有更大生存的可能。

随着人类进化,人类生存环境的变化,嗅觉的作用貌似在逐渐减弱。这么说有道理的。(但是不对的。原因见下)

嗅觉分两个路径:
1. orthonasal route 鼻孔直接吸入
2. retronasal route 呼出。这是在进食时,口腔内的食物味道反向进入鼻腔里。*注意:常说的食物的味道,不仅仅是味觉,也有通过这个嗅觉路径而感受到的食物气味。所以,我们吃饭时尝到的味道=味觉+口腔到鼻腔的嗅觉。

先来看看嗅觉最牛逼的常见动物,狗狗,它的鼻子构造就是最大化的强化第一个路径的嗅觉功能的。切面看,
1.鼻孔很大:有更多含有气味分子的空气能进入鼻腔
2.鼻孔很靠前,比嘴还要往前凸:能够更近距离地接触气味发出的物体。
3.鼻腔又窄而且横向的:这样的鼻腔让吸气时空气流动更快速,并更直接更全面地接触鼻腔尾部的感受器。

咱们再来看看今天的人类鼻子构造,非常明显地更适合第二种嗅觉路径。也就是说,对品味食物更加精确了。
1.鼻孔相对很小:因为不需要吸入那么多气味。
2.鼻孔斜着朝着嘴前,也没有很突出,像是藏在了鼻尖之后:相对于吸入更多环境中的气味,主要用于吸近处食物的味道。
2.鼻腔非常高,更纵向:这样让吃饭时食物到鼻腔的气味路径更长,更容易从口腔吸进鼻腔内,到达感受器。

你 看猿人和咱们脸部最大不同在哪里?不准说毛多!配合一点,请说“鼻子塌”。鼻子又塌,鼻孔又大。所以,准确地讲,在进化的过程中,嗅觉用于生存的作用减弱 了,而用来配合味觉感受更多美食的高级技能出现了...所以----锵锵锵锵---吃货,是顺应人类进化的新一代!!!!


其次,从神经科学来讲,嗅觉是如何工作的?
简 单的来讲,不同的味道是由空气中的各种气味分子(odorant molecule,见下图最下面的一层,不同颜色不同形状代表不同的气味分子),不同分子、不同浓度,组成的。鼻子内壁有很多很多的化学感受器 (receptor,没学过这部分生物的就把感受器想象成一个锁)。这些锁连接着不同的细胞,进而链接着大脑里嗅觉皮层内的不同神经细胞。不同的神经细胞 被“唤醒”,代表着对应的气味分子被闻到了。想象这个过程如弹钢琴一样,按下琴键,弹出不同的音,不同的节奏,便会奏出不同的melody。好吧,这里可 能又会和Pattern recognisation有关系了,不能再展开了,回到嗅觉这个问题上来。


概括来讲,其工作机理为lock-key mechanism。lock(锁)是指receptor,气味分子是key(钥匙)。也就是说,每个气味分子都对应一种感受器。吸一口气,有多少锁开了,大脑就知道锁是怎样的。这个是神经科学本科最标准最教科书的答案,记住这个,咱们非专业人士妥妥地够了。

再往下讲,就是药理和生化了。稍微点一下题:从这个层面来看,嗅觉偏好是如何被影响的呢?
基因例子:早在90年代,就有不少证据表明基因histocompatibility complex (MHC)会影响人类和老鼠的气味和配偶喜好。
相关论文:
MHC genes, body odours, and odour preferences
ncbi.nlm.nih.gov/pubmed

药理实验例子:大脑的嗅球里的α2-adrenoceptor 激活通过cAMP-independent机理刺激嗅觉偏好的学习(老鼠实验)。(原文:Olfactory bulb α2-adrenoceptor activation promotes rat pup odor-preference learning via a cAMP-independent mechanism

------题外话-----
这 里我想多说一点点..虽然非常受争议,但是我很喜欢的理论(说这句话的意思是,大多数神经科学家,UCL大多数有点名气的教授都很唾弃这个理论)。UCL 曾有个很牛逼的教授在2000年提出了一个挑战之前这个化学lock-key机理的理论,他认为气味分子可以有无数种,但鼻子就这么大,不能“提前安装” 所有未知的感受器,那么如果闻到一个新的气味分子,鼻子就得有个新感受器吗?这没道理啊,感受器的活动肯定不是这么简单的靠分子的化学结构决定的。应该还 通过分子的振动频率来决定不同的嗅觉反应。而且这个理论立马在量子物理上也被证明可行了。嗷嗷嗷嗷,我当时有多鸡冻啊啊,当时我恨不得去学 量子物理啊同志们啊,太TM有趣了啊有木有!全身全身上下都被这有趣理论给点燃。...但是接下来两年就有两篇nature的文章用神经科学实验证明了这 个理论在生物上是不对的。之后这个大神离开了UCL,去MIT做电子鼻了。不知道是不是因为这个原因,其他做嗅觉的专家也逐渐离开,而到现在,UCL没有 一个lab,甚至没有一个教授,至少我现在还没找到,正儿八经做嗅觉研究。罪恶的UCL!妈蛋你会后悔的!UCL神经学号称世界第二,居然没有做嗅觉的部 门,真是耻辱。耻辱!好,擦掉唾沫,咱们言归正传。
------题外话完毕-----

扩展阅读:
感受器(中文繁体)简介:smallcollation.blogspot.co.uk
嗅觉维基百科:Olfaction
某免费神经科学教材:Chemical Senses: Olfaction and Gustation (Section 2, Chapter 9) Neuroscience Online: An Electronic Textbook for the Neurosciences


的确,如其他回答提到,一个气味,对于每个人的感知是不同的,(原文:No Two People Smell the Same)。
每 个人有400 嗅觉感受器,共有近一百万个变化variations(中文翻译好像是“基因变异”...总觉得这么说不妥。请熟悉的同学赐教。)每个人有400个基因专 门负责鼻子里的感受器,而根据人类基因组计划,人类的这400个基因有超过九十万不同变化。Duke University的Dr. Hiroaki Matsunami 实验室通过对比不同人的基因,发现任何两个人鼻内的,大约30%的嗅觉感受器都是不同的。感受器不同,也就是说感知是不同的。
详见原论文:
The missense of smell: functional variability in the human odorant receptor repertoire, Joel D Mainland, Andreas Keller, et al. Nature Neuroscience, Early online Dec. 8, 2013. DOI: 10.1038/nn.3598


好,终于要说到这个问题的关键了。(外面天都亮了)【下面完全是我作为外行人的自学所总结。请各位心理学前辈各种挑错。】
什么是“喜好”或说“偏好” (preference)?
心理学中,偏好只个人对一组物体表现做决定时候的态度,或说,个人决定喜欢物件与否的判断。
从这个定义中不难看出两个关键词,“个人”和“决定”。
所以,喜好和个体差异以及decision making(认知神经科学分支)有关系。
对于气味喜好,上面讨论过了,“每个人的嗅觉都不同”。因为从基因上,每个人的嗅觉感受器有30%的不同。那么相同气味,不同人闻着是不一样的。
其实其他感知也是一样的,最有名的是色盲,第二有名的是听觉(i.e.耳廓效应)。

decision making就很复杂了。
维基百科link:Decision-making

大脑的几个区域会在人做决定时起着重要作用,主要包括 (翻译感谢@外星菜鸟
1. anterior cingulate cortex (ACC)
(大脑的纵切面,左后,右前。脑干和小脑被移除,小脑在左下方)
2. orbitofrontal cortex 眶额皮层 (动图ファイル:Orbital gyrus animation small2.gif
3. ventrmedial prefrontal cortex 腹内侧额皮层 (下图洋红色部位)



---题外话---
一个争论很久的话题:性取向是一个偏好吗?
---题外话完毕---

神经科学对视觉研究最深最广,相关的colour preference研究也最多。想深入研究的可以从谷歌colour preference入手。

建议阅读:
维基百科:Color preferences
心理学角度 psychologytoday.com/blo
艺术:The Fascinating Neuroscience Of Color
性别对颜色喜好的影响:Biological components of sex differences in color preference: Current Biology

原答案地址:从科学上怎么解释,有些人觉得榴莲很香,有些人觉得很臭?

----最新更新-----

刚找到一个超新超对题的review,建议生物党医学党下载阅读!

Smell Behavior During Odor Preference Decision

编辑于 2014-10-15

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