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老鼠嗅觉可以被控制，闻到周围没有的气味？-2020年8月SAT阅读真题背景知识

2021-03-24 15:00:40

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2020年8月多套实验卷中，有一套卷子中的一篇文章考到了科学家针对老鼠嗅觉的一些使实验。不过，迄今为止，见过这套卷子的考生，还是比较少。目前各机构都没有这套卷子。未来的SAT考试，几乎可以肯定的说，这套卷子迟早再次被使用。这篇关于老鼠嗅觉的文章介绍了纽约大学的几位科学家通过用激光按某种顺序刺激老鼠大脑中的某些神经细胞，成功使老鼠误以为自己闻到了身边并没有的气味、甚至在大自然中实际并不存在的人造气味。在实验中，老鼠能够记住并能识别这些“假”气味。

总有刁科学家想骗朕

人是怎样知道自己闻到了某种气味的？之前的研究表明，人在闻到气味时，气味通过鼻孔传到大脑，大脑中的一个叫“嗅球”（olfactory bulb）的部位会兴奋起来（light up），开始活动。气味分子进入人或动物的鼻孔后，会激活大脑中的一些嗅觉神经小球（glomeruli，是一种圆形的神经末梢束）。激活哪些嗅觉神经小球、何时激活、嗅觉神经小球维持活动状态多久，是对人类和动物的嗅觉有影响的几个因素。也就是说，各种气味的差异，实际上是由气味对嗅觉神经小球的触发方式所具有的空间和时间上的不同特性决定的。

也就是说，嗅觉神经小球就像钢琴的音键，敲击那个音键，按什么时间顺序敲击，决定了我们会听到什么音符（闻到什么气味）。有些科学家们还想知道：如果想一种办法绕过鼻孔闻气味这一步，凭空捏造出一些根本没有的气味，直接刺激大脑的嗅球部位，会发生什么？先去找些小白鼠来。

借光来研究气味

怎样直接刺激大脑的“嗅球”部位呢？之前有人研究视觉时，也是拿老鼠做实验，使用了把复杂图案分解成简单几何图片给老鼠看的方式来骗老鼠。可是气味实在是太难拆分和控制了。用什么才能直接刺激大脑的嗅球部位呢？纽约大学的几位科学家，通过借助光，终于取得了突破，实现了绕过鼻子直接刺激大脑的想法。 在实验中，实验对象不是普通老鼠，而是一些转基因老鼠。这些转基因老鼠有一个特性，就是用不同的光照射其脑部细胞时，细胞会被激活。这种用光来控制大脑的技术得益于一门新的学科——“光遗传学”（optogenetics）。此前，已经有科学家用这种技术，成功地在老鼠脑中植入、触发了记忆。（有一只老鼠清楚记得自己2020年参加了8次SAT考试，全部取得了1550分，但是这个记忆是科学家给它植入的）实验的具体做法说起来是挺不鼠道的，就是在老鼠头部正对着“嗅球”部位开一个小窗口，然后用激光照射“嗅觉神经小球”。在照射的时候，照射一个“嗅觉神经小球”和照射下一个“嗅觉神经小球”的时间间隔控制在200毫秒以内，以模范老鼠嗅东西时的自然表现。

“第一印象”不仅是个心理现象

科学家们还想知道，人和动物在对气味进行识别时，哪一个分项因素是最重要的。什么叫识别时的各分项因素呢？拿另外一种感官行为举例子，比如人在识别其他人的脸时，眼睛、鼻子、嘴巴、耳朵就是各分项因素。其中眼睛这个分项因素，比鼻子、嘴巴、耳朵都重要。很多人只看眼睛，不看鼻子、嘴巴，就能认出人来。

科学家们发现，用激光按顺序照射老鼠大脑内的不同嗅觉神经小球，照射的次序很重要，尤其是首先被照射的神经小球不能错。首先被照射的神经小球是否与老鼠已经记住该种气味应该首先被触发的神经小球一致，是决定老鼠能否成功识别该种气味的关键。后面的照射顺序如果错了一点，对老鼠能否成功识别该种气味，也有影响，但是影响不大。回到本文前面用钢琴曲做的类比，后面可以变调跑调，老鼠基本还可以认出是哪个曲，如果前面一开始就变调跑调，老鼠就认不出来是哪个曲了。心理学有个术语，叫“首因效应”（the primacy effect）。所谓“首因效应”，是指人们在行为过程中，对最先接触的事物会留下深刻的感知或认知，影响其对事物的感知和判断。比如我们经常说，人和人的交往中，第一印象很重要。从以上老鼠闻气味的实验结果得知，不仅是在宏观的、心理领域，在神经这个微观领域、嗅觉这个纯生理领域，第一印象也很重要。