六年前，九月的一個清晨，莫莉·伯恩鮑姆外出進行日常慢跑時被汽車撞倒。她的骨盆粉碎，顱骨骨折，膝蓋撕裂。然而對她來說，最嚴重的損害遠沒有那麼明顯：她失去了嗅覺。現年 29 歲的伯恩鮑姆是一位有抱負的廚師，失嗅意味著她職業生涯的終結。這也意味著其他事情，一些可能更加改變人生的事情。“我感覺我失去了記憶的一個維度，”她說。“這讓我對未來感到擔憂。如果我再也聞不到氣味了，我會失去這個重要的層面嗎？”
記憶有多種形式。每天我們不斷接收和處理來自周圍環境的視覺、聲音、觸覺和氣味，其中一些將成為我們的記憶。然而，這些回憶的性質是不穩定的。一種記憶可能顯得直接而生動，彷彿事件剛剛發生，而另一種記憶則必須一點一點地從我們的大腦中引誘出來。儘管激發我們情感的時刻比日常經歷更容易被記錄下來，但我們埋藏在大腦中的事件的感官質量也在我們記憶某事的生動性和準確性方面發揮作用。
儘管視覺主導著我們的日常生活，但長期以來人們一直認為嗅覺可能與記憶有特殊的關係。然而，直到最近，這種聯絡的確切性質在很大程度上仍未被探索。現在，科學家們正在揭示，與嗅覺相關的記憶可能比其他型別的記憶更強烈。嗅覺可以將我們的思緒帶回到我們最早的一些經歷，並將這些記憶染上情感色彩。另一方面，它的缺失可能是一個跡象——並且可能是認知能力下降的原因。科學家們正處於開發療法的早期階段，以訓練人們更好地嗅覺，這可能有一天能延緩智力的衰退。
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被氣味傳送
亞里士多德在他公元前四世紀的著作《論感覺和可感覺之物》中探討了氣味和記憶之間明顯的聯絡。從那時起，人們就推測，嗅覺引起的回憶比其他回憶更親切、更直接。當我們體驗到某些氣味時，我們常常發現自己瞬間回到了特定的事件或場景。例如，莎莎醬的味道讓伯恩鮑姆想起小時候和父親一起在電視上看詹姆斯·邦德電影，同時用薯片蘸著辛辣的醬汁。當她失去嗅覺時，她仍然可以記得和父親一起吃莎莎醬，但她再也無法快速地召喚出那個久遠的場景。
心理學研究支援這樣一種觀點，即與氣味相關的記憶異常地令人回味。在 2006 年的一項實驗中，斯德哥爾摩大學的心理學家約翰·威蘭德和瑪麗亞·拉爾森給老年人提供了三種類型的提示——視覺、聽覺或嗅覺——並要求他們描述由此想到的自傳式事件。參與者還根據事件的情感性、生動性和重要性對事件進行了評分。
儘管志願者們為每種型別的提示都提出了相同數量的記憶，但與視覺或聲音提示相比，氣味引發了更早的記憶，包括更多來自生命最初 10 年的記憶。從氣味中湧現的回憶也與更強烈的時光倒流的感覺有關。結果表明，與嗅覺相關的記憶比其他型別的記憶更古老，並且與更像時光旅行的體驗相關。
利用氣味來觸發記憶，使研究人員重新思考長期以來的觀點，即人們回憶起青少年和 20 多歲時發生的事件比回憶起一生中任何其他時間都多。2000 年，現任英國中央蘭開夏大學心理學家的西蒙·朱和他的同事們發現，儘管視覺記憶確實在 11 歲至 25 歲之間達到頂峰，但氣味提示的回憶在 6 歲至 10 歲之間達到頂峰。
布朗大學的認知神經科學家蕾切爾·赫茲認為，嗅覺是開啟過去經驗寶庫的一把潛在鑰匙，否則這些經驗將仍然被鎖定。她推測，聞到童年時代以來就再也沒有遇到過的氣味，可能會把我們帶回到一個我們幾乎忘記存在的事件中。
嗅覺可能具有這種力量，因為與視覺刺激相比，氣味本身相對罕見。每天我們的眼睛不斷受到影像的轟炸，其中許多影像非常相似，從而在大腦中造成混亂的干擾。相比之下，我們的鼻子只偶爾檢測到不同的氣味，賓夕法尼亞大學氣味和味覺中心主任理查德·L·多蒂推測，這一事實是氣味具有喚起力的關鍵。由於氣味很少遇到，因此單個氣味通常與獨特的體驗聯絡在一起，從而實現牢固而穩定的聯絡。
嗅覺在解剖學層面上也與記憶有特殊的關係。它是唯一一種在不經過丘腦（感覺中繼站）的情況下與記憶系統連線的感覺。訊號從鼻子傳遞到嗅球，然後直接傳遞到海馬體（記憶形成的重要樞紐）和杏仁核（處理情緒）。紐約大學朗格尼醫學中心的研究精神病學家唐納德·威爾遜說：“記憶和氣味只是並排坐著。”
這種聯絡並沒有就此結束。在一條平行的軌道上，嗅球將資訊傳遞到嗅覺皮層，嗅覺皮層位於大腦表面，就在耳朵上方。該區域的一部分參與複雜的學習和記憶任務。嗅覺皮層與相鄰的決策區域眶額皮層一起，處理氣味中包含的資訊，並將資料傳送回海馬體。這種來回交流將氣味與記憶聯絡起來。
幼年鼻子的嗅探
為了理解為什麼氣味似乎強烈地喚起非常早期的生活經歷，科學家們開始尋找感覺如何與記憶相互作用的其他差異。2009 年，以色列雷霍沃特魏茨曼科學研究所的神經科學家諾姆·索貝爾和他的同事們教會受試者將物體的圖片與氣味或聲音或兩者都配對。然後，受試者在 MRI 掃描器中觀看物體的圖片，並被要求回憶與每張影像相關的氣味或聲音。在第二輪中，研究人員將每個物體與相反的氣味或聲音或氣味-聲音對配對：如果第一個刺激是令人愉悅的，那麼這次，它是令人不愉悅的——反之亦然。隨後進行了另一次腦部掃描和這些記憶測試。
一週後，研究人員第三次展示了這些圖片，並要求參與者說出他們腦海中浮現的氣味或聲音。總的來說，人們回憶起第一輪的記憶略多於第二組的記憶。然而，腦部掃描產生了更細緻的畫面。當一個人想到第一種氣味時，海馬體的活動比他或她記住第二種氣味時活躍得多，這表明大腦為第一種氣味關聯發出了特殊的標籤。相比之下，海馬體對第一種和第二種聲音的活動是相同的。
此外，在第一次記憶測試中，海馬體在氣味檢索期間的反應越強烈，一個人以後就越有可能記住第一種氣味而不是第二種氣味。聲音不存在這種關係。鑑於大腦對第一種氣味記憶的獨特反應，童年的氣味可能會使早期的記憶特別持久。
儘管嗅覺對我們最早的回憶的影響可能最為顯著，但嗅覺也可能更廣泛地促進學習。在 2007 年發表的一項研究中，德國呂貝克大學的神經內分泌學家揚·伯恩和他的同事們要求人們在研究計算機螢幕上 15 對卡片的位置時吸入玫瑰的氣味。當參與者當晚在實驗室睡覺時，他們中的一些人暴露在玫瑰氣味中，而另一些人的睡眠則沒有氣味。早上，所有參與者都接受了卡片位置記憶測試。那些接觸過花香的人記住了 97% 的卡片位置，而那些接受無味刺激的人只記住了 86%，這表明氣味可以在睡眠期間記憶鞏固時促進學習。
等待吸入
氣味喚起的回憶也具有獨特的情感色彩。在赫茲和她的同事們要求人們對各種記憶的辛酸程度進行評分的研究中，氣味引發的記憶比視覺、語言、觸覺和聽覺提示帶來的記憶更充滿情感。在這些研究中，情感的主觀反應與心率等生理變化相符。
與嗅覺的解剖學肖像一致，氣味也獨特地招募了處理情感和記憶的大腦區域。在 2004 年的一項研究中，赫茲的團隊要求參與者識別出一種能喚起愉快個人記憶的香水。一個月後，當人們在腦部掃描器內時，他們看到了這種香水的照片以及另一種香水的照片——並暴露於每種香水的味道中。研究人員發現，與情感記憶相關的氣味比圖片或其他氣味在杏仁核中產生更多的活動。這些選定的氣味也是唯一能增強與記憶相關區域神經反應的提示。因此，大腦的反應反映了人們的主觀印象，即氣味具有召喚情感記憶的獨特力量。
因此，嗅覺喪失似乎對記憶和情感中心的完整性產生了連鎖反應。在 2010 年和 2011 年發表的研究中，德國耶拿弗里德里希·席勒大學的研究人員發現，與沒有嗅覺障礙的人相比，失嗅症（無法感知氣味）和嗅覺倒錯（氣味失真）患者的海馬體和情感腦結構中的神經組織都萎縮了，這暗示嗅覺喪失可能會損害記憶或情感處理，或兩者兼而有之。
這些影響可能解釋了伯恩鮑姆的印象，即她的失嗅症雖然沒有抹去她的記憶，但卻剝奪了她回憶的辛酸。“我一直都有來自氣味的記憶，這些記憶對我來說非常重要，”伯恩鮑姆回憶道。事故發生後，“我沒有忘記它們，但情感力量消失了。”嗅覺與情感的聯絡在嗅覺喪失導致抑鬱症或抑鬱症導致嗅覺喪失的案例中也變得明顯。
儘管尚不清楚嗅覺缺陷是否直接損害認知能力，但它們通常是智力下降的早期跡象。2009 年，多倫多大學的研究精神病學家莫妮卡·Z·斯卡爾科和她的同事們發現，在標準嗅覺測試中表現不佳可能成為老年人認知能力下降的非常早期的指標。這些個體的嗅覺缺陷似乎先於認知障礙。完全喪失嗅覺也是阿爾茨海默病早期的一個特徵。2010 年，賓夕法尼亞州立大學的神經外科醫生楊青和他的同事們報告說，他們可以使用功能性 MRI 來檢測阿爾茨海默病患者嗅覺系統活動中的細微偏差，而這些偏差在沒有該疾病的人中不存在。未來，醫生可能會尋找這種變化來預測阿爾茨海默病的早期發作。
鍛鍊你的鼻子
目前尚無人知曉提高氣味檢測能力是否能增強認知能力。然而，考慮到它可能會，科學家們正在研究加強人們嗅覺的可能性。在某些情況下，暴露於氣味可以提高其檢測能力。以雄烯酮為例，這是一種在汗液和尿液中發現的類固醇。大約三分之一的人根本聞不到它的氣味，而對於其餘的人來說，根據個人的基因構成，它的氣味要麼像臭襪子，要麼像香草。2002 年，當時在加州大學伯克利分校的喬爾·梅因蘭領導的一個小組證明，每天讓不敏感的個體接觸雄烯酮 10 分鐘，持續 21 天，他們就能夠聞到它的氣味。研究人員的資料表明，這些變化發生在嗅覺大腦系統中，而不是鼻子本身。
在去年 11 月發表的研究結果中，威爾遜和他的同事們揭示，大鼠可能會獲得或失去區分兩種相似化學物質氣味的能力，這取決於具體情況。結果暗示，與大鼠一樣，人類也可能能夠透過日常經驗學習或忘記如何嗅覺。如果我們隨後無意中失去了區分氣味的能力——例如，由於注意力不集中或缺乏練習——資料表明，這種喪失可能會影響我們大腦的其他部分。我們這些最終嗅覺能力下降的人可能面臨智力敏銳度下降或記憶力改變的風險。
作為一種補救措施，某種形式的嗅覺訓練可能有助於防止這種衰退。多蒂認為，從小就定期接觸氣味——或者更用心地注意現有的氣味——可能會阻止認知能力的細微侵蝕。此外，人們可能會像現在檢查聽力和視力障礙一樣，系統地檢查嗅覺喪失。“如果嗅覺下降，這可能是一個警告訊號，”多蒂說。
儘管失嗅症的恢復很少見，但伯恩鮑姆確實恢復了她的嗅覺。沒有人知道為什麼，但她接觸氣味可能有所幫助。她勤奮地吸入氣味——來自調味品罐、熟悉的食物和香料——無論她走到哪裡。伯恩鮑姆的大腦尚未完全重建圍繞這些氣味的記憶。這位年輕女子的早期閃回仍然缺乏曾經擁有的表現力色彩，她說。但隨著時間的推移，當她的大腦重新連線鼻子和大腦之間的線路時，莎莎醬可能會再次發自內心地召喚出電視。