大约14年前,克里西·凯利(Chrissi Kelly)失去了嗅觉。她当时前往捷克探亲,感染了某种病毒。几个月过去,她依然闻不到气味,于是辗转求诊,从全科医生到耳鼻喉科专科医生,希望找到答案。
她被诊断为嗅觉丧失(anosmia)。和许多同样患有这种病症的人一样,医生告诉她,只能学着接受。然而,对她而言,这种失去却是毁灭性的。“完全失去嗅觉大约六个月后,我已经焦躁得快要发疯,感觉自己不再是原来的自己了。”她说。
研究人员估计,多达22%的人存在嗅觉障碍,例如嗅觉减退(hyposmia,即部分丧失嗅觉)或嗅觉丧失(即完全失去嗅觉)。还有许多人受到幻嗅(phantosmia)或嗅觉倒错(parosmia)的困扰:前者会让人闻到实际上并不存在的气味,后者则会让咖啡、洗发水等通常令人愉悦的气味变得极其难闻,像粪便或呕吐物一样。然而,人们对这些病症的认识一直不足,许多患者未得到诊断,临床医生也常常低估它们的影响。
新冠疫情改变了这一局面。新冠让嗅觉获得了前所未有的关注,也激发了研究兴趣。世界卫生组织的数据显示,自2019年12月以来,全球报告的新冠病例已达7.8亿例,另有大量病例未被报告,而嗅觉丧失正是新冠广为人知的症状之一。2023年发表在《喉镜》(Laryngoscope)上的一项调查发现,60%的新冠感染者经历过嗅觉丧失,大多数只是暂时失去嗅觉,但有些人的症状持续了更长时间。
全球数百万人的嗅觉在大致相同的时期出现异常,使人们重新认识到这一重要感官的价值,也推动了相关研究。随着科学家进一步了解嗅觉的运作方式,越来越多的证据表明,嗅觉不仅与生活质量密切相关,也与大脑健康有着深刻联系。
被低估的感官
19世纪,法国脑科学研究者保罗·布罗卡认为,人类用敏锐的嗅觉换取了更高的智力,并将嗅觉称为“兽性的感官”。他的观点导致科学界在此后数十年间忽视了嗅觉。现代研究已经证明,他的判断是错误的。嗅觉丰富了我们的生活,也引导着我们的行为:它帮助父母与孩子建立联结,提醒我们警惕环境中的危险,并为情绪记忆提供锚点。
“人类其实很擅长辨别气味。”瑞典心理学家约纳斯·奥洛夫松(Jonas Olofsson)说。他著有《被遗忘的感官:嗅觉新科学与鼻子的非凡力量》(The Forgotten Sense: The New Science of Smell and the Extraordinary Power of the Nose)。
我们之所以能闻到气味,是因为空气中的分子与鼻腔内的特化受体结合。鼻腔上部的数百万个嗅觉神经元检测到这些气味分子后,会经由嗅球传递电脉冲,在大脑中形成一幅感觉地图——本质上,这是一套识别、区分和记住气味的系统。与视觉或听觉不同,嗅觉信号会直接传递到负责情绪的杏仁核和负责记忆的海马,这或许解释了为什么气味能如此强烈地唤起回忆。
此外,如今我们知道,嗅球是少数能够在成年期生成新神经元的脑区之一。研究人员认为,这有助于大脑应对不断变化的环境。嗅球同时也是大脑中最容易受到侵害的部位,病毒、细菌、毒素,甚至可能包括微塑料,都可能由此进入大脑。
气味信号如何传入大脑,并在其中传递。鼻腔上部的数百万个嗅觉神经元检测气味,每种特定气味对应着独特的神经元激活组合。这些神经元随后经由嗅球传递电脉冲,在大脑中形成感觉地图。与视觉或听觉不同,嗅觉信号会直接传递到负责情绪的杏仁核和负责记忆的海马,这或许解释了为什么气味能如此强烈地唤起回忆。
失去嗅觉后,凯利试图寻找有关这种状况的解释,也希望遇到能够理解她处境的人。然而,两者都没有找到,于是她创立了两个非营利患者组织。在这个过程中,她还成为一名社区科研参与者,与研究人员合作发表了30多篇学术论文。
凯利将嗅球形容为“躺在各自小窝里的两条小蚯蚓”。它们位于大脑额叶的底面,紧邻鼻腔上方。“这些小窝的底部有一些小孔,嗅神经穿过小孔生长,就像花园里从花盆底部伸出来的根。”她说。嗅神经的毛发状突起伸入鼻腔黏膜内部,嗅觉支持细胞则围绕着每个神经细胞,为它们提供营养。
为什么会失去嗅觉?
有些人失去嗅觉,却找不到原因;另一些人则是在病毒攻击嗅觉支持细胞后失去嗅觉。当支持细胞再生时,嗅觉就会恢复,这一过程平均需要四到六周。头部受伤也可能损伤嗅神经或引发炎症,导致嗅觉丧失。过敏和鼻窦感染会引起肿胀与炎症,同样可能使人失去嗅觉。有时,炎症消退后,嗅觉问题也会随之消失。但像凯利这样不那么幸运的人,嗅神经受到的伤害会留下持久的损伤。
有时,嗅觉丧失也可能预示着更深层的问题。戴夫是一位住在美国中西部的葡萄酒爱好者,为保护隐私,他要求不公开姓氏。他说,20年前失去嗅觉给生活带来了不便,但他还是设法应付了过去。他曾与妻子一起前往纳帕谷和索诺马谷品酒,还参加过一次邮轮旅行,行程从法国尼斯开始,最初几天都在品尝葡萄酒。“我都是装出来的。”他说。
多年来,医生一直告诉他,检查不出什么异常。后来,他开始出现步态缓慢和震颤,最终被诊断为帕金森病。
加州大学旧金山分校运动障碍门诊的神经科医生伊桑·G.布朗(Ethan G. Brown)表示,对于帕金森病最早期的阶段,也就是前驱期,仍有许多未知之处。“我们不知道神经退行性变化究竟从什么时候开始。”他说。
帕金森病的一个标志性特征,是名为黑质的脑区中,产生多巴胺的细胞大量丧失。新的成像工具提示,在明确症状出现数年前,损伤就已经开始。科学家怀疑,损伤黑质的有毒蛋白质可能首先在嗅球中积累,使嗅觉丧失成为帕金森病最早出现的征兆之一。
斯坦福大学嗅觉与味觉丧失治疗计划主任扎拉·M.帕特尔(Zara M. Patel)表示,嗅觉丧失也可能是其他多种神经退行性疾病的早期征兆,包括阿尔茨海默病和路易体痴呆。其他一些状况也会伴随嗅觉变化。“比如,抑郁症患者的嗅觉能力会发生改变,精神分裂症患者的嗅觉能力会发生改变,自闭症人士的嗅觉能力也会发生改变。”她说。帕特尔指出,中枢神经系统各种活动过程的变化,都可能表现为某种嗅觉功能障碍。
事实上,研究人员发现,嗅觉障碍与多达139种神经系统疾病、身体疾病及先天性或遗传性病症有关,涉及酒精依赖、寨卡病毒感染/吉兰-巴雷综合征等。这些关联的性质尚不明确。嗅觉丧失可能是某种疾病的早期指标,这种疾病同时影响嗅球和大脑的其他部位,帕金森病似乎就是如此。嗅觉丧失也可能促成某些疾病。研究人员怀疑,嗅觉系统有助于调节与认知、记忆和情绪有关的高级脑功能,而这些功能涉及多种精神障碍,因此失去嗅觉可能加重这些病症。
科学家也在探索,嗅觉系统的炎症是否可能促成精神分裂症中的脑部变化。无论如何,缺乏嗅觉都会让人面临漏察环境警示信号的风险,例如闻不到烟味或变质食物的气味,因此一些研究人员将嗅觉丧失视为公共卫生问题。
破解嗅觉的编码
科学家估计,人类能够感知数百万种不同的气味,甚至可能多达一万亿种。“我们周围充满了四处漂浮的分子。”纽约大学格罗斯曼医学院的神经科学家德米特里·林伯格(Dmitry Rinberg)说,“但我们仍未破解大脑如何将这些分子转化为感知的编码机制。”
20世纪90年代初,琳达·巴克和理查德·阿克塞尔在哺乳动物中发现了一个庞大的基因家族,其中包含约1000种不同的基因,占基因组的相当一部分。这些基因编码数量相当的特化嗅觉受体。这项工作获得了2004年诺贝尔奖,也开启了现代嗅觉研究的时代。
如今我们知道,嗅觉信号在最初的传递过程中会绕过丘脑,也就是大脑的中央中继站。其他感官的信号在到达大脑皮层之前,都要经过丘脑的筛选,嗅觉信号却直接进入边缘系统中的杏仁核和海马。大脑通过解读一套独特的编码,也就是被激活受体的组合图谱,来识别特定气味。目前的研究正在描绘:来自鼻腔受体的信号如何被有序组织、传递到大脑中的特定位置,进而唤起气味感知、记忆和行为。
另一个有趣的发现是,在处理气味信息时,“来自两个鼻孔的信息,并不会在大脑中混成一大团活动”,宾夕法尼亚大学博士后研究员娜兹·迪凯奇吉尔(Naz Dikecligil)说。她参与撰写了一篇深入综述人类嗅觉系统的文章,发表于2024年的《心理学年鉴》(Annual Review of Psychology)。“它们会作为彼此独立的信息通道保留下来。”这意味着,大脑可能会追踪究竟是哪个鼻孔检测到了气味,从而帮助判断气味在空间中的来源。
嗅觉还能恢复吗?
对于失去嗅觉的人来说,最迫切的问题是:嗅觉能否恢复?
凯利第一次听说嗅觉训练,是因为一位医生随口提到了这种方法。它有点像针对嗅觉的物理治疗:每天两次,练习闻一组熟悉的气味,传统上使用的是柠檬、玫瑰、丁香和桉树。训练时,要集中注意力辨认标签所标明的气味,并回忆它们闻起来是什么样。其目标是通过反复训练促进新受体细胞的生成,同时利用神经可塑性,也就是大脑重新调整神经元连接、以适应新任务的能力。
帕特尔表示,对于她的团队研究过的每一种嗅觉丧失原因,都有大约30%的患者在接受数月训练后得到改善。她开展了美国首项嗅觉训练随机对照试验。在这项研究中,35名通过该领域标准测评工具——宾夕法尼亚大学嗅觉测试——确认存在嗅觉丧失的患者,被随机分入嗅觉训练组或对照组,研究持续六个月。
研究仅纳入嗅觉丧失超过一年,且病因与感染后状态有关或原因不明的患者。研究人员将他们的基线得分与六个月后的得分进行比较,并将得分改善达到或超过10%评定为显著改善。实验组的19名患者中,有6人达到这一标准;对照组的16名患者中,只有2人得到改善。在其他研究中,帕特尔及其同事发现,如果在训练的同时使用含类固醇的鼻窦冲洗液,多达50%的患者会出现改善。
2024年一项汇总36项嗅觉训练研究的荟萃分析指出,嗅觉训练“对嗅觉功能各方面的提升具有明显且有统计学意义的积极影响”。纳入分析的各项研究发现,训练12至16周后,获得改善的患者比例从11%到68%不等;其中一篇论文还发现,延长训练时间后,受益者比例从58%增加到71%。
帕特尔承认,嗅觉训练无法保证奏效,但它似乎确实对部分人有效,而且简单、成本低。她已经编写了便于遵循的操作指南,供人们自行训练。还有初步证据表明,嗅觉训练可能改善抑郁症状和认知功能。英国研究人员近期分析了23项研究,研究对象为因嗅觉丧失而接受嗅觉训练的55岁及以上人群。他们得出的结论是,嗅觉训练与“嗅觉功能的可测量变化、认知功能改善,尤其是语义言语流畅性和工作记忆的改善、抑郁症状减轻,以及对认知衰退的保护作用”有关。不过,他们表示,仍需要更多研究才能得出更确定的结论。
凯利认为,嗅觉训练让她重新获得了部分闻到气味的能力。恢复过程持续了大约两年时,她来到奥地利阿尔卑斯山区,某种变化突然发生了:她闻到了松树的气味,以及附近伐木场飘来的锯末味。“我的腹部忽然一阵颤动,身体深处仿佛有什么迅速苏醒了。”她说,“那感觉就像:‘我活着。’”
关于嗅觉的每一项新发现,都让科学家更接近理解嗅觉与大脑之间的联系,也让他们更接近弄清,这一重要感官如何帮助发现疾病,甚至预防疾病。凯利认为自己属于幸运的人。她的嗅觉还没有完全恢复,但至少已经回来了。对于像她这样的患者,重新获得嗅觉,意味着的不只是再次闻到气味,更是重新回到这个世界。
作者:Victoria Clayton
编译:EY
原文:When the ability to smell goes away
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