闻一口就知道爱不爱？《细胞》研究揭脑内机制：侧角区神经元当“裁判”，两套逻辑判香臭

来源：100医药网 2025-10-15 14:00

在一项新的研究中，由Hokto Kazama领导的日本理研脑科学中心（CBS）的研究人员发现了动物如何感知气味是令人愉悦还是令人讨厌。这项研究表明，这些不同的感觉是由大脑中独立的神经元回路计算的，但事实上它们并非彼此对立。相关研究结果发表在《细胞》杂志上。

嗅觉是最古老的感官之一，其根源可以追溯到远古水生脊椎动物的化学感受器。在哺乳动物中，空气中的化学分子进入鼻子，最终与嗅觉神经元上的化学感受器相遇，随后这些神经元向大脑发送信号。

由于空气中存在无数的分子，并且气味通常由多种分子组合而成，在进化过程中，一个气味对应一个感受器的简单系统从未成为可能。相反，气味是由大脑中分布的数千个重叠神经元编码的，这使得理解我们如何判断气味变得非常困难。

在这种情况下，科学家们通常会寻找动物界中类似但相对简单的系统进行研究。Kazama和他的团队将研究重点放在了果蝇的嗅觉系统上，他们可以识别每一个嗅觉神经元及其连接。即便如此，这仍然涉及数千个神经元和数十万个连接，是一个巨大的挑战。

为了克服这一困难，研究人员开发了一种方法，通过结合双光子显微镜和光遗传学细胞标记技术，记录果蝇每个大脑区域所有神经元的活动。他们还基于连接组（大脑中所有神经元之间的连接）构建了一个网络模型，该模型能够重现这些神经元的活动，有助于理解背后的回路计算机制。

他们发现，大脑中一个称为侧角区的区域的神经元代表了气味的内在享乐价值，即愉悦或讨厌。该模型预测，难闻的气味由侧角区神经元的前馈兴奋表示，而好闻的气味则源于额外的局部抑制。

最出乎意料的发现是，气味的愉悦感和厌恶感不仅由彼此独立的回路计算，而且在连接模式上也不同。这意味着，就神经回路而言， 好 并不仅仅是 坏 的反面。

研究人员利用光遗传学实验验证了模型的预测，因为光遗传学使科学家能够精确地兴奋或抑制他们选择的特定神经元。例如，当模型预测沉默某个局部回路会使果蝇讨厌它们通常觉得愉悦的气味时，实验结果恰恰证实了这一点。

由于不同动物的嗅觉回路非常相似，这项研究可能有助于更好地理解人类大脑。

Kazama表示： 通过在我们所发现的紧凑果蝇大脑回路机制的基础上进行开发，我们或许能够设计出更高效的算法以及高效率的类脑人工智能。事实上，我们基于连接组的网络模型的开发，是创建大脑数字孪生体的一步，这对于预测系统在不同情境下的输出非常有用。 （100yiyao.com）

参考文献：

Makoto Someya et al, , Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.08.032.