“嗅觉地图”问世：破解鼻腔嗅气味工作原理！

气味塑造了我们体验世界的方式——它帮助我们察觉危险，为风味增添层次，并与记忆和情感产生深刻联系。然而，与视觉、听觉和触觉相比，嗅觉的基本生物学原理长期未被充分理解。
“嗅觉非常神秘，”哈佛医学院布莱瓦特尼克研究所神经生物学教授桑迪普·达塔说。

近日，在一项使用小鼠的新研究中，达塔教授和同事构建了首个详细地图，展示了超过一千种气味受体在鼻腔内的排列方式。他们的发现挑战了长期以来的假设——这些受体神经元并非随机分布，而是高度有序，形成从鼻腔顶部延伸到底部的水平条带或条纹，按受体类型分组。“我们的结果为一种此前被认为缺乏秩序的系统带来了秩序，这在概念上改变了我们对它工作方式的看法，”达塔表示。
研究人员还发现，鼻腔中的这张地图与大脑嗅球中的相应地图精确吻合，为气味信息如何传入神经回路提供了新见解。该成果于4月29日发表在《Cell》（细胞）杂志上。

科学家们早已了解感官受体在眼睛、耳朵和皮肤中的排列方式及其与大脑的连接模式，嗅觉却是长期以来的例外。原因之一是复杂性——小鼠约有2000万嗅觉神经元，每种表达超过一千种受体类型之一；而人类色觉仅依赖三种主要受体类型。自1991年气味受体被识别以来，人们一直未能找到排列中的清晰模式。

达塔团队分析了300多只小鼠中约550万神经元，结合单细胞测序和空间转录组学技术。“现在这可以说是被测序最多的神经组织，但我们需要这种规模的数据来理解这个系统。”结果揭示了一个清晰且一致的模式：神经元根据受体类型形成紧密组织的重叠水平条纹，在所有研究动物中几乎完全相同。研究还确定视黄酸是指导这一结构形成的关键分子，其梯度引导每个神经元根据位置激活正确的受体。

除了推进基础科学，这一发现具有实际意义。嗅觉丧失影响安全、营养和心理健康，但有效疗法稀缺。“在基本层面上不理解嗅觉的工作原理，我们就无法修复嗅觉，”达塔说。
研究团队正努力探明受体条带为何以特定顺序出现，以及人类是否存在相同组织。这些知识有望指导干细胞疗法或脑机接口等新方法。“嗅觉对人类健康有深远而普遍的影响，恢复嗅觉不仅是为了愉悦和安全，也是为了心理健康。没有理解这张地图，我们在开发新治疗方法方面注定会失败。”
#医学新闻# #热门微博# #嗅觉# #哈勃观察员[超话]#