糟糕的经历可以成为我们嗅觉的强大学习辅助。一项新研究表明，电击可以使人们对之前闻起来完全相同的非常相似的化学物质之间的差异更加敏感。
每天，成千上万种不同的分子在我们鼻腔中飘过。其中许多分子惊人地相似，有些分子比其他分子更重要。西北大学的李文（Wen Li）想看看人们如何学会区分重要的气味和不重要的气味。
闻出差别
在嗅觉大师、Jay Gottfried 的实验室里，李试图训练12名志愿者闻出两种对映异构体之间的区别——这两种分子是彼此的镜像，但其他方面完全相同。这两种化学物质都是2-丁醇的版本，都带有青草的香味。起初，李让志愿者在三瓶中分辨出不同寻常的那一瓶，两瓶含有其中一种分子，第三瓶含有其镜像。平均而言，他们的得分率为33%，与完全猜测的准确性没有区别。
当李在志愿者接触一种对映异构体（而不是另一种）时给予电击，他们的得分提高了一倍多。李没有为第二对镜像分子提供任何电击刺激，因此，这对对照分子在整个实验中仍然无法区分。
李通过志愿者的大脑扫描来支持这些发现。她使用了一种称为功能性磁共振成像（fMRI）的技术，显示了他们学习经历在大脑中与后部梨状皮层（PPC）的变化相呼应，PPC是大脑中负责学习新气味的部分。
研究开始时，嗅闻2-丁醇的两种形式在PPC中引发了相似的活动模式。电击后，尽管该区域的总体活动水平保持不变，但这些模式变得更加明显。相比之下，玫瑰氧化物分子的模式在整个研究过程中仍然紧密相关。
适应性嗅觉
几十年来，我们一直知道电击刺激可以使动物条件化以产生某些行为，但这项研究清楚地表明，它还可以使动物对所讨论的刺激更加敏感。
显然，能够辨别危险气味并忽略不重要气味对动物是有益的。正如李自己所说，175公斤狮子的气味比3公斤家猫的气味“在生物学上更有意义”，能够区分两者是值得的。能够这样做的动物可以保持适度的警惕水平。
然而，不过度挑剔也很重要——否则可能导致同样灾难性的错误，即忽略了重要信息。李认为大脑中的另一个网络有助于处理这个问题。有两个区域——与情绪有关的杏仁核和与联想学习有关的眶额叶皮层（OFC）——从未像PPC那样学会区分相似的气味。无论是否有电击，这两个区域对不同对映异构体都没有显示出不同的活动模式。
对李来说，这些结果反映了两个协同工作的网络的存在，它们共同驱动着最合适行为。第一个是感觉网络，包括PPC，它学会选择性地对威胁做出反应；第二个是情绪网络，包括杏仁核和OFC，它更加敏感且不加区分。
在引人入胜的最后一段中，李提出焦虑障碍可能源于第一个网络中的缺陷，这些缺陷阻碍了个人区分重要感觉和无关紧要感觉的能力。没有这项技能，个体可能会发现自己时刻处于戒备状态，对各种各样的感觉反应过度，包括那些不重要的感觉。
参考文献： Li, W., Howard, J.D., Parrish, T.B., Gottfried, J.A. (2008). Aversive Learning Enhances Perceptual and Cortical Discrimination of Indiscriminable Odor Cues. Science, 319(5871), 1842-1845. DOI: 10.1126/science.1152837
图片来自Science
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