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深夜路過燒烤攤,一陣孜然和肉香飄來,口水立馬就涌上來了。或者,剛泡好一杯咖啡,光是聞到那熟悉的香氣,整個人就覺得提神了。
這些日常反應背后,都需要大腦在極短時間內完成 “識別氣味 - 判斷強度 - 關聯價值 - 做出行動”。但大腦是如何處理這些信息的呢?
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2026年5月28日,布朗大學Alexander Fleischmann教授團隊在《Current Biology》上發表研究《Projection-specific routing of odor information in the olfactory cortex》。
研究發現,小鼠梨狀皮層中向嗅球投射的反饋神經元與向內側前額葉皮層投射的前饋神經元,在氣味編碼的時間進程、濃度敏感性及學習相關獎賞表征的穩定性上存在顯著功能分化,揭示了嗅覺信息的并行路由機制。
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同一個腦區的神經元,怎么同時完成這么多不同的任務?
研究人員用病毒逆行標記技術,區分梨狀皮層的兩類神經元:向嗅球投射的反饋神經元(OB-p)和向內側前額葉投射的前饋神經元(mPFC-p)。分析發現 OB-p 神經元對氣味響應更快,mPFC-p 神經元響應顯著延遲。
因此,嗅覺信息處理時,快通路先做初步判斷,慢通路再做精細分析。
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一個“辨濃淡”,一個“認身份”
接下來,研究人員給小鼠聞同一種氣味的不同濃度,觀察兩類神經元的反應。
結果顯示,OB-p 神經元能精準編碼同一種氣味的不同濃度,而 mPFC-p 神經元對濃度不敏感,主要聚焦氣味的身份信息。在Go/NoGo 嗅覺辨別任務中,小鼠學會氣味 - 獎勵關聯后,OB-p 在氣味出現早期就編碼獎賞信息,mPFC-p 則在小鼠準備做出舔水動作的決策階段才編碼獎賞信息。
這種時間分工讓大腦既能快速評估氣味風險,又能精準指導后續動作。
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學習過程中神經表征的穩定性差異
通過縱向神經元追蹤技術,研究人員連續 3 天記錄同一群神經元的學習相關活動。
結果顯示,OB-p 神經元的獎賞表征會隨學習動態重組,每日活動模式差異明顯;而 mPFC-p 神經元的獎賞表征高度穩定,編碼模式可跨時間通用。
也就是說,反饋通路負責根據新經驗更新認知,前饋通路則負責存儲穩定的決策依據。
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一張圖看懂:大腦如何實現“聞到香味就流口水”?
反饋神經元
投射到嗅球 → 反應速度極快(毫秒級)→ 編碼“氣味身份”和“濃度高低” → 學習初期快速建立獎賞關聯 → 關聯記憶隨時更新
前饋神經元
投射到前額葉皮層 → 反應速度較慢(秒級)→ 主要編碼“氣味身份”和“獎賞價值” → 學習后期參與決策階段 → 關聯記憶長期穩定
簡單說,聞到香味,反饋神經元幫我們一秒辨認氣味,前饋神經元幫我們穩定記憶、果斷行動。兩者配合,才既不會錯過美食,也不會被毒氣熏到。
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小編寄語:
當我們聞到飯菜香時,反饋神經元最先反應過來:“嗯?這是什么味道?濃度挺高,應該不遠!”它立刻把信息傳回嗅覺中樞,緊接著前饋神經元開始工作:“根據之前的經驗,這種味道意味著開飯了,該去餐廳了!”于是我們就會分泌唾液,起身走向餐桌。
這個“先快判、后準判”的機制,就能讓大腦在最短時間內對環境做出高效反應。
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https://doi.org/10.1016/j.cub.2026.04.069
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