从闻到糖尿病、癌症和COVID-19的阳性病例,到厌恶粪便,我们都知道狗有很好的嗅觉。

然而,研究人员惊讶地发现,狗的大脑中存在更广泛的气味关联。

康奈尔大学兽医神经影像学研究员MingYao及其同事使用弥散磁共振扫描绘制出家犬的嗅觉大脑通路。

利用这些数据,该团队构建了狗脑的3D地图,并追踪了连接嗅觉大脑区域的大量白质,揭示了狗的嗅觉和视觉系统之间一条巨大的、以前未知的信息高速公路。

康奈尔大学神经影像学研究员皮普·约翰逊说:“我们从未在任何物种中看到鼻子和枕叶之间的这种联系。枕叶是狗的视觉皮层。”

“真的很一致,从大小上来说,这些区域跟人类的嗅觉系统相比,非常醒目,更像是你在我们的视觉系统中看到的。”

这可能就是为什么我们的犬类朋友即使在看不见的地方也能工作得很好。例如,瞎狗仍然可以玩取球。

许多人根据受过训练的狗和监控狗的行为推测存在这种联系,但没有人能够证明这一点。

狗的鼻子本身就有超过2.2亿个嗅觉细胞,而我们的嗅觉感受器大约有5000万个,这真是太神奇了。

仅凭这个嗅觉器官,狗就可以培养空间意识、阅读化学信息、感知我们的情绪并追踪各种事物,包括微弱的热源。所有这些额外的信息真的可以联系在一起。

约翰逊说:“这对狗来说很有意义。”。“当我们进入一个房间时,我们主要通过视觉来判断门在哪里,房间里有谁,桌子在哪里。

“在狗身上,这项研究表明,就狗如何理解环境和在其中定位自己而言,嗅觉可以与视觉相结合。”

在23只经过扫描的狗中,研究人员还确定了大脑白质中的信息通路,这些通路将嗅球与其他四个大脑区域紧密相连。

与人类一样,梨状皮质(绿色)和边缘系统(蓝色)中的嗅觉通路可能将嗅觉与记忆和情绪联系起来。内嗅皮层(粉红色通路)被认为是处理气味和连接记忆的通路。

除了与视觉的联系之外,嗅球与脑干之间通过皮质脊髓束(绿松石色)的联系也是一个意想不到的发现。安德鲁斯和他的同事们怀疑,这些联系可能会导致对气味的更本能的反应,而不需要更高的大脑处理能力。

研究人员解剖了两只狗的大脑,以确认它们在成像模型中看到的内容。

然而,他们说,除了我们对其他物种的这些大脑区域的理解之外,我们还需要电生理学研究来确定这些物理连接的重要性。

当然,在这个阶段我们不知道这是否意味着狗可以“看到”气味,尽管大脑能够做一些非常奇怪的事情。

这些发现表明,嗅觉系统在犬类认知中起着重要作用,即使不是主导作用,并且在大多数主要处理途径中都有联系,使其成为一个值得考虑的重要网络。

安德鲁斯和他的同事们的下一个目标是绘制猫和马的嗅觉系统图。两者都有惊人的嗅觉,但马是食草动物,因此它们使用嗅觉的方式可能非常不同。

初步数据甚至表明,猫的嗅觉脑区可能比狗更广泛。