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我们怎样知道气味的(组图)

http://www.sina.com.cn  2004年12月28日 11:55  《少年科学画报》 
琳达·巴克(Linda Buck)
理查德·阿克塞尔(Richard Axel)

  人类能分辨出几千种不同的气味。乡间的清新气息,能让人感到心情舒畅。但是馊了的食物却很难闻。难闻的气味在提醒你:食品已经不新鲜,别去吃(喝)它!几个世纪以来,嗅觉一直是最难破解的生理学问题之一。究竟是什么样的机理让我们可以识别和记忆这么多种不同的气味呢?

  今年的医学和生理学两位诺贝尔奖得主,来自霍华德·休斯医学研究所的理查德·阿克塞尔(Richard Axel)和任职于弗雷德·霍奇逊癌症研究中心的琳达·巴克(Linda Buck),因为在嗅觉系统研究领域做出了开拓性工作而受到表彰。

  1991年,他们合作发表了一篇奠定该领域基础的论文。两人发现,一个约占人体全部基因数3%、包含有1000种不同基因的庞大基因族决定了相应数目的嗅觉受体类型,这些受体位于嗅觉受体细胞上部,而嗅觉受体细胞分布于人的鼻腔上皮细胞顶部,警惕地侦察着从鼻腔吸入的每一个气味分子。

  每一个嗅觉受体细胞都只包含一种类型的气味受体,而每一种受体都只能检测到很少的几种气味。因此,我们的嗅觉受体细胞对于某几种气味特别敏感。当检测到该种气味存在时,细胞将信号通过神经直接发送到大脑中负责感知气味的嗅球。能够感知某种气味的受体细胞总是将信号发给嗅球中固定的部位,而大脑则通过受到刺激的位置形成某种嗅觉记忆模式。正因为如此,我们才能够在很多年以后,仍可回忆起某些久违的气息。

  人类的嗅觉要比味觉灵敏2万倍!在很多时候,我们对食物的美味与否的判断完全依据闻到的香气。一篮新鲜熟透的野草莓能够调动起多个嗅觉受体细胞,而一条开始腐败变质的鱼和它曾经带给你的不愉快的经历,则会让你在以后遇到类似气味的食物时本能地提高警惕。嗅觉对人的重要是不言而喻的,所以丧失嗅觉在许多保险公司的条款中都被认为是等同于双目失明或聋哑的严重残疾。

  1991年后,阿克塞尔和巴克开始独立工作,但他们都把研究领域进一步扩展到整个生物界。他们发现,鱼的嗅觉受体比人类少,约为100个左右,而老鼠则略高于人类,在1000个以上。对于狗,嗅觉是它们最重要的感觉,它们的嗅觉上皮细胞总面积是人类的40倍!

  正因为阿克塞尔和巴克的工作,嗅觉系统才成为人类感官系统中第一个被使用分子技术破译的系统。他们找到了为不同嗅觉受体编码的基因,并找出了某些内在的编码规律。

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