气味如何影响我们的激素、健康与行为 | Noam Sobel 博士

Andrew Huberman 开场把本期节目围绕化学感觉与嗅觉来展开，介绍他的嘉宾 Noam Sobel 博士——「魏茨曼科学研究所脑科学系的一名神经生物学教授」，其实验室研究嗅觉与化学感觉（「我们对环境中化学物质作出反应的能力」）。随后他预告了这期对话要加以证实的一连串主张：「人类能够像狗一样闻出周围的东西」，并且「在感知周围的化学世界方面极其出色」；每次与人见面时，「你都在从那个人身上获取化学物质」，或来自「环绕他们的化学云」，或直接来自体表，并「把它涂抹到你自己身上」，「在潜意识层面」加以处理，以判断「他们压力有多大、激素水平如何」，并借此塑造情绪、决策以及「你选择与之交往或不与之交往的人」；「眼泪，没错，是别人的眼泪，正在以强有力的方式影响你的激素水平」；一种按固定节律出现的「顺畅度的交替」让你可以「用一侧或另一侧鼻孔呼吸」，反映出「你神经系统底层的动态」，并与「你恰好有多清醒或多困倦」相关；以及「我们始终在感知自己的气味」，会周期性地刻意闻自己，「以便改变你的认知和行为」。他以在伯克利的一次观察作为依据：有人「手脚并用地跪趴在地上」，眼睛、手和嘴都被遮住，「只有鼻子露在外面」，追踪一条「埋在地下一定深度」的气味轨迹，而且「保真度很高」。

Huberman 接着询问关于「闻」的「大致轮廓，乃至更深的轮廓」中的「部件清单」以及「它们各自扮演的各种角色」，并有意把范围扩大到嗅觉如何「与其他感官（比如味觉）交织在一起」，扩大到「信息素等等」，以及「我们在无意识中吸入并解读的化学物质」。直到这个宽泛的框架性问题提出之后，真正的解剖学讲解才开始。

这一批里还包含不带任何科学主张的材料：两段完全相同的 ESPN/NFL 赞助口播（「周一夜橄榄球」「NFL Live」「NFL Prime Time」），分别夹在开场讨论的首尾；以及一连串私人寒暄——Huberman 「十多年、甚至二十来年」「极为狂热」的粉丝身份，两人「曾在加州大学伯克利分校有过重叠」却未曾谋面，「尽管我们住在同一套公寓里」，以及一套「我记得是 2006 年」的共同公寓。这些属于对话的铺垫，而非证据。

Sobel 首先纠正了「嗅觉只通过鼻子发生」这一前提：「我们也用嘴来闻」，通过「鼻后嗅觉」，即「气味分子从喉咙后部上来、再从鼻子出去，走的是反方向」，而「嗅觉对食物和味觉的贡献有很大一部分来自这里」。主要的闻是「鼻前嗅觉」，经由鼻子，而且「嗅闻是件大事」。空气中的分子要走过「在人体内约六到七厘米的距离」才到达嗅上皮；他提醒说嗅上皮「不是一层平铺的薄片」，而是「非常盘曲折叠」，上面排列着「大约七百万个这样的受体」，他重申为「在人类身上大概有六百万到七百万个受体，大概分属约 350 种不同类型」，因此「你的基因组里有相当可观的一部分是专门用在这上面的」。他明确点出这个数字的薄弱之处：「六百万或七百万个受体这个数字大概并不十分有据可依。它很难数清，但也算大致站得住。」

这个保留意见接着引出一则警示轶事，讲的是一个完全站不住脚的数字：「猎犬鼻子里有十亿个受体」的说法。在为「《Gazzaniga 认知神经科学手册》」更新实验室撰写的嗅觉章节时，Sobel 让研究生 Araya Sharoun（「如今是特拉维夫大学的教授」）去追溯这条参考文献。它指向「一本澳大利亚的教科书」，该书的作者说她是在「一位名叫 Doron Lancet 的嗅觉遗传学家的讲座上」听到这个说法的。Sobel 给当时在魏茨曼研究所的 Lancet 打电话，问「你是不是说过猎犬鼻子里有十亿个受体？」，得到的回答是「猎犬是什么？」Sobel 的结论是「这完全没有证据」，而且它「纯属捏造，却传播开了」。Huberman 由此引出更宏观的教训：「科学和医学教科书里的东西，究竟有多少是彻头彻尾错的」。

事情会传播开来，而且你会引用自己。

关于信号通路：气味分子在嗅上皮「停靠到一个受体上」，经历「转导」，变成「一种神经信号」，即「动作电位，而不是任何形式的梯度电位」，并「经由嗅神经」传导。这条神经穿过「我们颅骨最薄的部分」，即「筛板，它是有穿孔的，有很多小孔」，然后「在脑内的第一站形成突触，也就是嗅球」。Sobel 指出，这一解剖结构「是一个有意思的敏感点，因为很多人正是因为这个结构而因外伤失去嗅觉」。

他纠正了 Huberman 关于前额受击的设想：「外伤导致失去嗅觉更常见的原因是后脑受击，也就是所谓的对冲伤（contrecoup injury）。」因为「我们的大脑漂浮在液体里，在 CSF、在脑脊液中」，后脑受击会产生前后方向的移动，并对筛板造成「一种剪切作用」，从而切断嗅神经。「如果完全切断，彻底切断，那么是的，你就永远失去了。……因为即便嗅上皮层面的基底细胞会有再生，它们也没法找回通往嗅球的路。」「如果是部分切断，或者还剩下点什么，或者伤后短时间内出现了某些恢复，那么你复原的机会就很大。」他给出一条有所保留的经验法则：「如果一年到一年半之内没恢复，就永远恢复不了了」，同时说明「我不是医学博士」，但他仍然「收到很多失去嗅觉的人发来的邮件，因为这事非常让人痛苦」，如今因为新冠（COVID）而「被更广泛地认识到」。

关于 COVID 的讨论引出了几处分歧，涉及证据质量。Huberman 讲到自己曾有一天「并非完全」失嗅，「还残留着一点闻到或感知到柠檬气味的能力」，以及一种非处方的「α-硫辛酸」疗法，他说「对我确实有效」，但随即承认「你并不知道它是不是真的对你有效，也不知道你本来是不是也会自己恢复。你没有做对照研究」，而且「我当时并不愿意做对照实验」。Sobel 很直白：「关于 α-硫辛酸的数据嘛，嗯……并不令人信服」，不过「失去嗅觉这件事本身是压倒性的」。他用柠檬来区分「三叉神经，第五对脑神经」（「它有三个分支」，末梢分布在「你的鼻子里、喉咙里和眼睛里」），因此切洋葱流泪是「一种三叉神经反射」；与之相对的是「纯粹的嗅觉刺激物」，比如「就在这儿的咖啡」和「香草」，它们「不激活三叉神经」。相比之下，他称嗅觉是「一个确凿的『不用则废』系统」，并说「训练项目成功的证据非常强，强过 α-硫辛酸」，把它解释为「让神经元保持电活动……以维持它们的连接，否则它们就会死亡」（他把「一起放电，就会连在一起」归因于「Carla Shatz，不是 Donald Hebb，各位，也不是我」）。

嗅觉是一个确凿的「不用则废」系统。

另一处明确悬而未决的分歧关乎成年人的再生。Sobel 说「人类嗅觉系统是否表现出与其他哺乳动物同等程度的再生，这一点过去和现在都有些存疑」，接着描述「我想是《Neuron》上、大约 2014 年前后」的一篇论文，它利用「曾暴露于原子弹实验的成年人」体内的「死后」「碳-14（C14）水平」，「于是你真的可以观察这些神经元，并根据辐射暴露给它们测定年代」。「那篇论文提示，人类嗅球里的更新并不像其他哺乳动物那么多。另一些证据线索则指向相反结论。所以，关于人类嗅觉系统相较于其他哺乳动物究竟在多大程度上发生神经退行性变化，这算是一个有争论的问题。」

Sobel 接着给出他两次称之为「这套系统如何运作的教科书观点」的内容，并承诺他会「很乐意跟你分享那些对教科书观点构成难题的东西」。它始于「哺乳动物神经系统中最极端的汇聚情形」：某一亚型的所有受体（人类「约 350 种」，小鼠「大概约 1,200 种」）「汇聚到嗅球中的一个位置」，叫「一个嗅小球，复数是 glomeruli」——「其实是两个嗅小球」，两个「镜像嗅小球」——由此形成「一幅反映受体身份的图谱」（他的例子是：「这杯咖啡激活了 1 型、3 型和 7 型受体」，它们的嗅小球「亮起来」，给出「咖啡的图谱」）。每个受体对「一小部分不同的分子形状」作出反应，这些形状叫「odotopes（气味表位）」（「比方说 10 个」），「每一种气味表位会激活不同子集的受体」，产生「这种疯狂的组合数学，在人类身上是一个潜在的 350 维空间，潜在地」。从嗅球出发，信息抵达「初级嗅觉皮层，即梨状皮层和内嗅皮层」，位于「大脑的腹侧面，颞叶的下部」，同时也「直接到杏仁核」，「大概……直接到下丘脑」，「可能直接到小脑」——「它遍布全脑」。关键在于，「就人们目前所理解的，嗅球上可能存在的那幅图谱，在脑的其他部位并不存在」，而且「对脑其余部分如何编码的理解是模糊不清的」。

对脑其余部分如何编码的理解是模糊不清的。

Huberman 提出一个常见说法：「我们对气味的记忆不知何故比人生中其他知觉事件的记忆更牢固」，但立刻加以保留：「我不知道这是不是真的」，只举出「我到现在还记得我祖母双手的气味」这类常听到的话。「至少，它指向这样一个事实：嗅觉与记忆紧密相连」，他把这一点联系到「一条从鼻孔到海马体的直接、多站、但多少仍算直接的通路」；Sobel 简短地纠正道：「只隔两个突触。」Huberman 称这「是一条短得惊人的通路」，相比之下，听觉中「在内耳层面被转导为神经信号的声波」要「经过许多站」，才被解读「成人声或音乐等等」，并追问：关于「嗅觉记忆比其他类型的记忆更容易形成、维持得更久或更牢固」这一想法，「有没有什么想当然的故事，或者真实客观的依据」？

Sobel 回答「所以，是的」，但随即给自己的权威性划界：「我得说，我并不是嗅觉记忆方面的权威。嗅觉记忆是一个庞大的研究领域，而不知怎么我们实验室一直没有真正深入过它。」他提到「我之前碰巧谈到的同一位学生 Yariv Sharon」（「如今在特拉维夫任教职」），以及「一篇我想我们发表在《Current Biology》上、叫《早期嗅觉联结的特权表征》的论文」，其中「第一次体验某种气味时，有某种东西会生成一种特别牢固的表征，胜过其他感觉刺激」，而且「第一次接触一种气味……会把它刻进我们的存在里」。他援引「普鲁斯特效应」（「最老套的桥段」，玛德琳蛋糕唤起童年）作为「非常真实的东西」，强调「关于它有很多研究并不是出自我们的工作」，并重复「所以我不是权威」。

我并不是嗅觉记忆方面的权威。

两位都没有主张嗅觉享有独一无二的独特地位。Huberman：「听上去嗅觉确实有某种特别之处，而这并不意味着视觉或听觉就没有某种特别之处」，以及「每一种都有自己独特的格调」。Sobel：「我最不会去争辩嗅觉有什么特别之处」，并解释说「我的学生取笑我，因为他们说……我试图通过嗅觉系统解释一切。我的意思是，对我而言，一切都是嗅觉的」。Huberman 的批注：「透过鼻子的镜头。」

在「甚至谈改善之前」，Sobel 坚持认为「人类拥有非凡的嗅觉」、「人类的嗅觉极其非凡」，他说对「非嗅觉领域的听众」这一点他「不得不反复重申」，因为「我们已经说过，『是啊，我们知道，这是旧闻了』」。接着给出两个实实在在的阈值。「硫醇，被添加到燃气里好让我们闻到它」（「煤气的气味并不是煤气、并不是丙烷的气味，它是添加剂」）能在「0.2 个十亿分之一（ppb）」被检出：「没有哪台机器真能做得那么有效。没有气相色谱仪，什么都没有。」实验室的气味物质「estra tetraenol（雌四烯醇）」在「以 10 的负 12 次方摩尔浓度溶于液相」时即可被检出；他打的比方是「两个奥林匹克标准尺寸的游泳池」，往其中一个里用移液管加入「一毫升、一滴」，「你就能闻出两个泳池的差别」。他的总结是：「在嗅觉方面，我们算不上差劲的哺乳动物。」

没有哪台机器真能做得那么有效。没有气相色谱仪，什么都没有。

在嗅觉方面，我们算不上差劲的哺乳动物。

追踪工作「最初是实验室里的一场打赌」，发生在加州大学伯克利分校一次实验室野餐上。当时 Sobel（那时「是加州大学伯克利分校 Helen Wills 神经科学研究所的教职人员」）声称「人类真的甚至能像狗一样追踪气味」，遭到「不可能」的回应，于是把「一位名叫 Christina Zelano 的研究生」（「如今是西北大学的教授」「如今确实引领着嗅觉成像这个领域」）蒙上眼睛，去追踪「一块巧克力」「被拖着……穿过草地」留下的轨迹，「她做得非常利落」，「我猜她这辈子之前从没练过这个」。他的学生们预言正式版「不会有意思」；Sobel 打赌「它会发在《Nature》上，这次这个赌我赢了」，随后又自我更正：「公平地说，是《Nature Neuroscience》。」

Huberman 把问题框定为「人们是否能相当显著地提升追踪气味的能力，尤其是在剥夺视觉和躯体感觉的情况下」。正式研究用的是「没有经验的被试，不是我们实验室的研究生」，「完全剥夺了其他任何感觉输入」（「我们挡住他们的眼睛，堵住他们的耳朵，把所有都挡住。他们戴着厚重的手套」），草地上「一条连续一致的气味路径」由「把浸过气味的细绳埋在草下」产生，即「一条浸了气味的细绳」。行为用「空中摄影」记录，被试佩戴「传感器包」，「实时测量每个鼻孔里的鼻腔气流」，还有「RTKGPS」，「一种在 GPS 网格上叠加射频网格的办法，这样你在空间上基本能有毫米级分辨率」（「它主要被测量员使用」）。

从这套装置报告的结果：(1)「人们一开始就能做到这个」；(2)「当我们训练他们之后，平均四天之内，限制因素就变成了他们爬行的速度」——「你能爬多快，就能以多快追踪气味。当然，你爬不了狗跑得那么快」；(3) 一个「鼻部假体」有「两个版本」（一个「把两个鼻孔合成一个居中的大鼻孔」，一个「保持两个分开的鼻孔」）显示「人们用两个鼻孔比用一个居中的鼻孔表现更好，尽管气流量保持不变」，「利用了来自你两个分开的、完全分开的鼻孔的信息」；(4) 从嗅上皮到嗅球再到皮层的系统是双份的：「这是一个完全单侧的系统，嗯，几乎完全单侧。对此有一些非常小的例外。」