當需要嗅出蹤跡時——無論是炸彈、毒品藏匿處，甚至是窗臺上的餡餅——這項任務通常最好交給我們的犬類夥伴。雖然我們的四條腿朋友仍然在追蹤氣味方面保持領先地位，但本週發表在《自然-神經科學》雜誌上的一項新研究證明，人類或許不是尋血獵犬，但他們也能夠追蹤氣味——並且透過訓練可以做得更好。此外，該論文還提供了證據，表明哺乳動物會比較兩個鼻孔感知到的資訊，以綜合關於氣味的資訊，這與它們使用雙耳聽聲音的方式非常相似。
在一系列旨在揭示追蹤氣味機制的實驗中，神經科學家諾姆·索貝爾和他在加州大學伯克利分校的團隊與人類受試者合作，正如索貝爾的研究生傑斯·波特指出的那樣，因為他們可以“進行諸如阻塞一個鼻孔之類的操作，並確保他們理解我們希望他們完成的任務”。她還說，“我們想測試人類和其他哺乳動物擁有的雙鼻孔結構是否被用於追蹤氣味的任務中。”
在第一個實驗中，32名戴著眼罩、耳塞和厚手套的受試者試圖追蹤穿過草地的一條巧克力精油氣味蹤跡。其中21名參與者成功完成了10米長的路線，該路線由兩條直道和一個45度轉彎組成。這證明了人類雖然效率不高，但可以沿著氣味路徑追蹤。接下來，研究人員對其他四名受試者進行了相同的任務訓練，讓他們在兩週內追蹤氣味九次。研究小組發現，經過訓練的氣味探測器能夠更靠近氣味標記出的路徑，而不會在周圍大幅度地蜿蜒曲折，並且他們在最後一次嘗試中完成課程的速度是第一次嘗試的兩倍。研究人員指出，隨著參與者開始更快地追蹤，他們也開始更快地嗅探，據推測是為了更快地收集資訊。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您將幫助確保未來能夠繼續刊登關於塑造我們當今世界的發現和思想的具有影響力的報道。
然而，人類的嗅探速度仍然比狗慢得多，這可能部分解釋了犬類在氣味追蹤方面效率更高的原因。耶魯大學醫學院的神經生物學家戈登·謝潑德表示，儘管受試者的速度相對較慢，但他們透過訓練有所進步這一事實值得注意。“我認為這表明了我們獨特行為在實際使用這種感官方面的影響，”他說。“狗[一生]都在做這件事，而人類[只是]被要求在他們第一次做這件事時就投入進去。”
伯克利研究解決的第二個問題是人類鼻子如何處理氣味。自 1960 年代後期以來，科學家們假設我們緊密間隔的鼻孔基本上取樣相同的空氣——不像我們的耳朵，由於它們之間的空間，耳朵會收集不同的輸入並比較兩個訊號以獲取聽覺資訊。索貝爾的發現表明情況並非如此。研究人員與賓夕法尼亞州立大學的一個小組合作，並使用一種稱為粒子影像測速技術的技術，在受試者吸入氣流時拍攝了快速快照。“結果表明，兩個鼻孔從空間的不同區域吸入空氣，”波特解釋說。更具體地說，鼻孔從中心相距 3.5 釐米的區域採集樣本。“因此，”他說，“原則上，它們可以攜帶關於兩個區域氣味濃度的不同資訊。”當他們回到草地並讓受試者在阻塞一個鼻孔或僅取樣鼻子中心存在的空氣的情況下追蹤氣味時，這一發現得到了進一步的支援。在任何一種情況下，追蹤的成功率都顯著降低。
“這是我見過的第一個證據，表明人類可能能夠獲得那種資訊——即進入兩個鼻孔的空氣之間存在一定的空間分離，這可能為他們提供一些關於往哪個方向走以追蹤氣味羽流的資訊，”猶他大學的神經生理學家尼爾·維克斯說，他研究蛾子的嗅覺，已知蛾子會對周圍的空氣進行雙側比較。波特指出，雖然伯克利的研究確實顯示了“雙鼻孔結構”的好處，但確切的效用尚不清楚。“例如，我們沒有同時記錄大腦活動，也沒有視覺化進入每個鼻孔的氣味分子濃度——所以我們沒有完全瞭解大腦可以獲得哪些資訊，以及它如何處理這些資訊。”