鼻子里的“隐藏地图”揭秘嗅觉原理

哈佛医学院神经生物学家桑迪普·达塔（Sandeep Datta）教授团队在小鼠中首次构建了嗅觉受体的高精度空间图谱。此前，视觉、听觉和触觉的感官受体分布规律早已明确，唯独嗅觉长期缺乏清晰的‘地图’——因为小鼠拥有约2000万嗅觉神经元，每种神经元表达1000多种受体中的一种，远比人类仅靠3种视锥细胞分辨颜色复杂得多。过去研究曾认为这些受体在鼻腔内大致随机分布，但达塔团队利用单细胞测序结合空间转录组技术，分析了300多只小鼠共约550万个神经元，发现：所有嗅觉神经元按所携带的受体类型，严格排列成多层水平条带（类似彩色横纹），从鼻腔顶部延伸到底部；这种条带结构在不同个体间高度一致，并与大脑嗅球中对应的神经信号图谱精确对齐。进一步研究发现，一种名为‘视黄酸’的分子在鼻腔内呈浓度梯度分布，像‘定位指南针’一样指导神经元在特定位置激活特定受体；人为改变视黄酸水平，整个受体条带会整体上移或下移。这说明该精密图谱是发育过程主动构建的结果。同期《细胞》杂志刊登的另一项哈佛大学凯瑟琳·杜拉克团队研究也得出一致结论。该成果不仅深化了对嗅觉基本原理的理解，更可能推动失嗅症治疗——目前尚无有效疗法，而失嗅会影响饮食安全、营养摄入和心理健康。团队下一步将探究条带排列顺序的成因，并验证人类是否具有相似结构，以期为干细胞治疗或脑机接口等新型干预手段奠定基础。