人类嗅觉的惊人速度:单次嗅觉可识别气味序列

人类嗅觉的惊人速度:单次嗅觉可识别气味序列

人类的嗅觉可能比你想象的更强大。一项最新研究发现,人类在单次嗅觉中,能够在一瞬间区分出不同的气味,其敏感度与大脑感知颜色的水平“相当”,这“驳斥了嗅觉是人类慢速感官的普遍观点”。

人类嗅觉的敏锐度

这项发表在《自然人类行为》杂志上的研究表明,人类还能够区分不同的气味序列——区分“A”先于“B”的序列和“B”先于“A”的序列——即使“A”气味和“B”气味之间的时间间隔仅为60毫秒。

该研究的首席作者、中国科学院北京分院首席研究员周文博士在电子邮件中表示:“我们惊讶地发现,参与者能够区分在一次嗅觉中以一种顺序呈现的两种气味和反向顺序呈现的两种气味,即使两种气味之间的时间间隔仅为60毫秒。”延迟指的是每次气味传递之间的时间。

周博士补充说:“相比之下,眨眼的时间约为180毫秒。”

研究方法

研究人员来自中国科学院大学和俄亥俄州立大学,他们开发了一种嗅觉触发装置,包括止回阀(允许气味单向流动)和特氟龙管,能够以18毫秒的精度将气味传递到人类鼻腔。研究人员让中国229名成年人佩戴该装置,并闻不同气味混合物:两种气味在一次嗅觉中快速连续呈现。

气味包括苹果味、甜花香、柠檬味和洋葱味。两种气味之间的时间间隔被仔细控制。

研究人员分析了参与者是否能够区分在不同时间间隔下以一种顺序呈现的两种气味和反向顺序呈现的两种气味。

研究结果

周博士表示,他们发现,总体而言,在一次嗅觉中,两种气味以一种顺序呈现和反向顺序呈现,当两种气味之间的时间间隔仅为60毫秒时,就会变得“感知上可区分”。

研究人员指出,他们只使用了四种气味,测试更广泛的气味类型将有利于确定人类嗅觉对某些气味动力学或化合物是否更敏感。

周博士说:“这可以更深入地了解我们嗅觉体验背后的计算原理。”

挑战现有认知

这项新的发现挑战了之前的一些研究,这些研究表明,区分气味序列所需的时间约为1200毫秒。纽约大学朗格尼健康中心神经科学与生理学系教授德米特里·林伯格博士在《自然人类行为》杂志上发表的与该研究相关的评论文章中写道。

“音乐中每个音符的时机对于传达旋律中的意义和美感至关重要,而人类耳朵对此非常敏感。然而,时间敏感性并不局限于听觉:我们的嗅觉也能感知气味呈现中的微小时间变化。”他写道。“类似于时机如何影响对旋律中音符的感知,复杂气味混合物到达鼻腔中每个成分的时机对于我们对嗅觉世界的感知可能至关重要。”

对嗅觉功能的启示

哈佛医学院神经生物学系教授桑迪普·罗伯特·达塔博士(未参与这项新研究)表示,区分单次嗅觉中的气味可能是动物检测气味是什么以及气味可能位于空间中的哪个位置的一种重要方式。

达塔博士在电子邮件中写道:“人类能够区分嗅觉过程中不断变化的气味,这一证明有力地表明,时机对于跨物种的嗅觉都很重要,因此是嗅觉功能背后的一个普遍原则。此外,这项研究为支持人类气味感知的神秘机制提供了重要启示。”

他说:“从历史上看,对人类嗅觉的研究一直落后于对视觉和听觉的研究,因为我们人类认为自己是视觉生物,主要依靠语言来交流。”他补充说,这项新研究有助于“填补我们对人类嗅觉方式的理解中的关键空白”。

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