當斯科特·摩爾黑德告訴人們他聞不到氣味時,他們通常會開玩笑說他是多麼幸運——他一定不會被髒尿布或人們放屁所困擾。“所有的笑話都很搞笑,”摩爾黑德帶著一絲諷刺意味說道。但他的嗅覺喪失也意味著他容易受到天然氣洩漏和食物燒焦的威脅。他對自己身上的氣味感到不自在,所以他會多洗澡。而且他不得不放棄自己最喜歡的愛好之一:用異國情調的口味搭配葡萄酒。
在一次腦震盪導致摩爾黑德六年前失去嗅覺後,這些損失佔據了他的全部思緒。“僅僅知道我再也聞不到我妻子或孩子們的味道了”就讓他難以接受,他說。
儘管控制嗅覺的神經通常可以在受傷後再生——它們是已知唯一可以快速自我替換的神經元——但摩爾黑德的損傷過於嚴重。他現在患有嗅覺缺失症,這意味著他的嗅覺消失了。但他正在參與弗吉尼亞聯邦大學(VCU)醫學院和哈佛醫學院發起的一項新興努力,旨在開發一種部分植入式裝置,該裝置可以幫助腦損傷患者解碼和解釋日常氣味。
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嗅覺研究比視覺和聽覺研究落後幾十年,費城莫奈爾化學感官中心嗅覺神經科學家、副研究員喬爾·梅因蘭德說,他沒有參與這項新工作。他說,嗅覺研究獲得的資金少於其他感官的研究。而且嗅覺涉及許多感覺成分。視覺需要解釋來自三種類型受體的輸入,味覺涉及 40 種,嗅覺涉及 400 種。
令人驚訝的是,有大量人群的嗅覺受損——根據一項全國調查,美國 40 歲及以上的成年人中有 23% ,另一項調查顯示,80 歲及以上的人群中有 62.5% 。弗吉尼亞聯邦大學教授理查德·科斯坦佐說,這種衰退可能是由損傷、慢性鼻竇問題、遺傳或衰老造成的。科斯坦佐研究嗅覺已有四十年,並且是開發新裝置的倡議的共同領導者。科斯坦佐說,嗅覺常常被認為無關緊要,但它有助於味覺,因此無法聞到氣味的人有營養不良以及社會隔離的風險。
梅因蘭德說,存在一些嗅覺恢復治療方法,包括嗅覺訓練,人們在其中反覆接觸某些氣味並練習識別它們。其他治療方法可能會發現嗅覺喪失的具體原因,例如慢性鼻竇炎。但對於像摩爾黑德那樣遭受損傷的人來說,這些方法都無效。
嗅覺,像所有感官一樣,是一個多步驟的過程。氣味,在技術上稱為氣味分子,透過鼻子或嘴巴進入,穿過一層粘液,然後與嗅覺受體神經元結合。這種結合會觸發電訊號,到達大腦嗅球的某些部位。“一個神經細胞可能對布朗尼蛋糕有反應,但對磅蛋糕沒有反應,而它的鄰居可能正好相反,”馬薩諸塞州眼耳醫院鼻科主任、哈佛醫學院副教授埃裡克·霍爾布魯克說。“一個神經細胞可能對多種化學物質有反應,但它們具有一定的特異性。”
霍爾布魯克正在與弗吉尼亞聯邦大學團隊合作,他現在正試圖找到一種捷徑來刺激大腦的嗅球,然後觸發嗅覺。研究人員最終計劃創造一種裝置,其運作方式有點像人工耳蝸,這是一種部分恢復聽力的電子裝置。人工耳蝸將聲音轉化為大腦解釋的電訊號;以類似的方式,弗吉尼亞聯邦大學-哈佛團隊希望將化學氣味轉化為有用的電訊號。霍爾布魯克 2 月份在國際過敏與鼻科學論壇上發表了一項研究,表明鼻腔和鼻竇中的電刺激可以讓健康人感知到氣味,即使氣味不存在。霍爾布魯克說,這與恢復失去嗅覺的人的嗅覺相去甚遠,但這卻是朝著這個方向邁出的重要一步。
人工耳蝸有一個戴在耳後的外部聲音處理器,其中包括麥克風和微型計算機。該元件將訊號傳輸到皮膚下的內部部件,該部件刺激耳蝸中的神經,耳蝸是將聲音振動轉化為神經衝動的器官。同樣,弗吉尼亞聯邦大學-哈佛團隊設想一種可能安裝在鼻子下方——或眼鏡上的裝置,包括氣味感測器和小型外部微處理器,以及刺激嗅球不同區域的內部部件,科斯坦佐說。
弗吉尼亞聯邦大學人工耳蝸外科醫生丹尼爾·科埃略正在與科斯坦佐合作,他說研究人員仍然必須改進感測器,以便它們能夠區分足夠多的氣味才能發揮作用。該計劃是縮小和加快氣味處理,例如所謂的電子鼻所進行的氣味處理,電子鼻用於炸彈探測和識別變質食物。此外,研究人員必須確定最佳的手術方法,以安全地植入可以刺激大腦感知氣味的裝置。
科埃略說,開發這種嗅覺植入物需要數年時間,但這並非不可能。“這是一個非常直接的想法。我們沒有發明任何全新的東西,”他指出。相反,該團隊正在以一種新的方式將現有技術結合在一起。
摩爾黑德在試圖教當時六歲的孩子如何滑滑板時,從滑板上摔下來受傷,他對恢復嗅覺並不樂觀。但他不想錯過幫助他人的機會,包括研究人員。“這似乎是痛苦地顯而易見的,”摩爾黑德說,“這就是我應該做的事情。”
