像Bella、Duke和Darwin这样的名字，搜查犬因其能够完成的新嗅探任务而经常成为头条新闻。在过去一年里，训练来分辨大黄蜂和 COVID-19 感染的狗狗都已亮相。而且，如果说我们最喜欢的伴侣在嗅觉能力上有什么极限的话，那还没有被发现。
宾州州立大学兽医 Cynthia Otto 表示：“到目前为止，我们还没有发现任何不产生气味的东西。”她研究过训练狗狗嗅探从毒品到癌症再到传染病的一切。
并非所有狗狗都能胜任这项任务，尤其是在处理最棘手的气味时。例如，研究人员和训练师将疾病搜查犬视为人类中那些喜欢纠正电子表格数据错误的人的犬类版本。“并非我们所有的狗狗都具备那种对细节的关注或毅力，”Otto 说。但那些具备这些技能的狗狗所依赖的气味，研究人员尚未完全理解。
警示性气味
在某些情况下，科学家们知道当狗狗识别出正确的气味并以坐下、定格或躺下的方式作出反应时，它们闻到的是哪些化学物质。几年前，导盲犬训练机构 Canine Assistants 的创始人 Jennifer Arnold 前往佛罗里达国际大学的 Kenneth Furton 实验室寻求帮助：使用癫痫警报犬的人开始告诉她，在他们自己意识到之前，他们的狗狗似乎就能察觉到即将到来的发作。是否有可能狗狗在癫痫发作时闻到了它们人类身上某种独特的气味？
实验室深入研究了这个问题，收集了癫痫患者的汗液样本——发作后立即的汗液以及他们日常生活中其他情况下的汗液。对比显示，九种化合物仅存在于发作后的汗液中，而其中三种尤其带有狗狗“癫痫气味”。研究人员训练了一组狗狗识别实验室制造的这些化学物质混合物，然后让狗狗接触真实的汗液样本。狗狗们能够正确识别哪些样本来自癫痫发作。
从癫痫患者汗液中回收的化学物质之一，似乎对狗狗来说最重要的是薄荷酮。这种分子是薄荷醇的前体，薄荷醇赋予了薄荷一些刺激性的清凉感。科罗拉多大学神经学家 Edward Maa 表示，目前还不清楚我们身体是如何产生薄荷酮的，而且大多数时候，研究人员并不认为人类在痛苦时需要产生任何气味。“我们通常不认为人类需要警报信息素，因为我们有语言，”Maa 说。
然而，当他和儿子一起观看电影《小丑回魂》时，他想到了一种可能的解释。恐惧也会引发汗液——一旦在实验室里，Maa 和他的同事们让没有癫痫的人观看同一部电影，并采集了他们的汗液样本。训练来嗅探癫痫的狗狗在五名参与者中有四名将恐怖电影的汗液识别为癫痫。
Maa 认为，癫痫相关的神经回路可能与我们的恐惧反应有关，这或许解释了为什么两者产生的汗液对狗狗来说如此相似。“这有点牵强，”他说。但即使人类如何产生薄荷酮还不完全清楚，能够分离出癫痫的气味意味着狗狗可以仅凭纯粹的气味进行训练。Otto 说，理论上，分离出一种健康状况的气味并以此训练狗狗可能是学习过程中最简单的方法。这是 COVID-19 研究人员正在使用的一种策略：团队让狗狗接触病毒蛋白的混合物，希望实验室版本中存在的任何气味也能在人体中出现。
训练员和科学家也可以让狗狗自己去分辨气味。当嗅探患有某种疾病和未患病的样本时，狗狗会学会解析所有气味，并找到因疾病而存在（或不存在）的那一种。Otto 和她的同事们在研究狗狗是否能诊断 COVID-19 感染时，就采用了这种方法。当血液中的糖分在糖尿病患者身上下降时，研究人员尚未分离出负责的化学物质，这种方法也很实用。
太累了，无法嗅探
为了辨别出一种警示性气味，狗狗必须嗅过所有使每个人都与众不同的东西，并找到在每个患病者身上都出现的那一丝气味。Otto 说：“这就像集中精力，而且你只能坚持这么长时间。你需要休息。”
Maa 和他的团队在他们的研究中遇到了这种疲劳。为了估计狗狗在癫痫发作前后多久能检测到正确的气味，该团队从癫痫患者那里每小时采集一次汗液样本，这些患者处于受控的医院状态，会发生癫痫发作，以便研究人员观察每次发作的大脑变化。狗狗们平均能在发作前 68 分钟识别出癫痫气味。Maa 说，虽然如果每 15 分钟嗅探一次能获得更精确的时间会很好，但那行不通。即使每小时嗅探一次，狗狗们最终也难以集中注意力。
Otto 说，由于这是一项令人精疲力竭的工作，狗狗会采取任何它们能找到的捷径。如果它们可以依赖一种与患病者相关的、但更容易被发现的气味，那将是它们会采用的线索。为了训练狗狗只寻找指示疾病的气味，研究人员必须引入数百人的样本。Otto 说，样本太少，狗狗就会将疾病与一两个人身上普遍的气味联系起来，那就毫无用处了。
当然，当人类在训练目的上使用太少样本时，这不是狗狗的错——这只是人们在低估它们的伴侣时可能犯的许多错误之一。Otto 说：“狗狗非常聪明，而且非常关注人类的肢体语言。我们有时会不经意地给它们提示。”如果有人带着狗狗走过气味样本，并且知道哪些是目标气味，那么一丝眉毛的挑起或轻微的犹豫就可能让狗狗察觉到人们在寻找什么反应。训练项目必须避免任何偏见的可能性，并且可能需要双盲——即与狗狗一起训练的训练师也不知道哪个样本是哪个。
Maa 在进行癫痫研究之前从未与搜查犬合作过，他对他的犬类研究伙伴的敏锐度感到惊讶。在观察它们嗅探人类无法察觉的气味时，他意识到问题不在于狗狗是否足够聪明，他说。“问题是，你能否训练人类来理解狗狗的沟通？”
