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主题:【科普】用鼻子感知世界?D?D2004诺贝尔生理和医学奖 -- 青方

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        • 家园 不知道Daniel Storm 做何感想。

          I think he also contributes a lot in the field.

          • 家园 其中的主要区别在于是否是开创性的工作

            诺贝尔奖的主要目的也是在这里。

            第一个总是让人敬畏的,比如说哥伦布。但是一旦完成之后,大家总是说,这也没有什么。但是如果你作为那个领头雁,你就会理解,这一步的区别就是天地之差。

          • 家园 问个问题

            水风和Grace看来都是专家,对这个领域了解不多,有个问题感到困惑。

            从获取信息量上看,看>听>摸>尝>=闻,但其机理,支配的基因,复杂程度似乎正好相反。感觉是,越重要的反而越简单。是不是可以从进化的角度解释?

            感觉自然规律中的原则是:简单化和合理化,能用简单合理的办法解决问题,自然界就绝不用复杂的办法。不知是否适用于此?

            还有,是先有闻味儿的需求还是先有受体,对全新合成的化合物,鼻子也能闻到气味,似乎受体的专一性并不很强。气味是不是也有学习的可能,鼻子可以通过训练达到专业闻味儿师的水平?很多产生气味的化学物质分子量很小,很难理解对如此小分子的化学物质,需要特殊的受体来识别?

            cc. 这科普应由专家来写,我有点耍大刀了

            • 家园 胡乱说几句

              从获取信息量上看,看>听>摸>尝>=闻,但其机理,支配的基因,复杂程度似乎正好相反。

              对于我们人类来言,从获取信息量上看,看>听>摸>尝>=闻,是目前我们的状态。这个不能不说跟灵长类动物的群居性生活方式有关,与我们的居住习惯,我们的居住地环境有关。也与我们的语言能力的获得有密切的关系。这只能说是一个特例。不能推而广之扩大到所有的物种上面。

              简单的解释一下,究竟听力还是视力重要的依据主要是居住环境。设想居住在热带雨林底部的居民,那里浓荫蔽日,终年不见阳光,视力的重要性就要大打折扣。而在大草原上生活的斑马,瞪羚,天天在周围嘈杂的噪音中生活,但是视野广阔,听力的作用就要明显的下降。如果把一匹斑马放在热带雨林中,唯一可能的结果就是很快死亡。反之亦然。这是自然选择的结果,所以,不能说各种感觉得到的信息量与几种感觉方式有什么直接的联系。

              再来看一下各种感觉的机理和涉及到的基因。视觉大概是最复杂的,味觉和嗅觉其次,听觉再次,触觉最简单。为什么这么说呢,视觉本身的构成需要的基因并不多,如果不把神经体系中发展过程中需要的基因算在内的话。但是,视觉感受器官的发育是最复杂的,需要多种,多类组织器官的生成和协调发展。然后,获得视觉的过程也是最复杂的,不仅需要有各种肌肉组织协调两眼的同步运动,并把有略微差异的信号进行过滤处理,整合成立体的影像,并加以分析从中得出有用的信息。相比较而言,听觉的发育和结构都比较单一,没有如此多的麻烦,就是加上动耳肌,转动耳朵的难易程度要比动动眼睛差得多。后期的信号处理也比较简单。味觉和嗅觉用了大量的基因来构建受体分子。但是其他的附属和信号传导结构并不复杂。触觉是最简单的。就那么几种感受器,设计制造起来也就相对的简单多了。

              感觉自然规律中的原则是:简单化和合理化,能用简单合理的办法解决问题,自然界就绝不用复杂的办法。不知是否适用于此?

              自然界生命的原则在于可控制性,可以在各种不同的条件下,保持系统的稳定性,就是相应于外在环境对于体系进行或大或小的调节。所以,我们的生物看起来,似乎有很多时候浪费了大量的能源和物质,和时间,来做一些无用功。其根本目的就在于可调控。是我们在需要的时候,能够把内在的体系拉回原来的状态。所以说简单化是相对的,就象算个加减乘除,算盘和计算机相比,算盘可以做得更好,但是复杂的情况下就无能为力了。自然界的确是尽可能的简单化了,但是对于那么一个复杂的生命体系,这些简化比我们那些更加单纯的想法,还是要复杂得多。

              还有,是先有闻味儿的需求还是先有受体,对全新合成的化合物,鼻子也能闻到气味,似乎受体的专一性并不很强。

              一种气味受体其实就是识别某一类分子上面的一个或者多个化学集团,蛋白质做的东西绝对不可能和我们的钥匙和锁一样丝丝入扣,多少总有些空隙的,空隙的大小决定了所识别分子的种类。全新合成的东西,表面也一样有各种化学集团,所以自然也会被不同的受体识别。

              气味是不是也有学习的可能,鼻子可以通过训练达到专业闻味儿师的水平?

              很遗憾,已经有研究表明我们大脑里面有一些硬件的,就是你天生就有的东西,你可以感知一种味道,在闻到红玫瑰的时候激动得热泪盈眶。哪怕你从来没有闻过红玫瑰,你依然有这个潜力。当你闻到的时候,自然会做出相应的反应。而如果你没有这个硬件,那么放在红玫瑰里面熏上一百年也不会。但是现在的问题是,我们不知道那些我们是硬件化的,哪些是可以升级的软件。

              很多产生气味的化学物质分子量很小,很难理解对如此小分子的化学物质,需要特殊的受体来识别?

              这是进化的压力所致,没有那些可以识别这样小分子的祖先的后代已经不存在了。虽然今天他们没有用处,也许在几百几千万年前,我们的某为祖先就是因为可以闻到这个味道才活了下来,才有了我们。


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              • 家园 明白了,再问个问题

                很好的文章!

                还有一个问题:古话:“入芝兰之室,久而不闻其香;入鲍鱼之肆,久而不闻其臭”,水风兄感觉是心理适应,还是嗅觉适应,还是两者都有?

                遇到专家,就赶紧问

                • 家园 这个问题应该问蜜饯,这个小家伙好久不见了

                  蜜饯可以详细给你讲一讲这种感觉产生的机理。我就只能说一点大概的情形,只能算作科普吧。

                  入芝兰之室,久而不闻其香;入鲍鱼之肆,久而不闻其臭

                  其实说的是神经信号产生的一个现象,就是信号的产生,与外界刺激的强度变化直接相关。举例说,假如香味信号等级分为1-10,那么,你刚闻到强度为2的花香产生的信号强度就是2,感觉是好香啊。而你在强度为9的环境中呆久了,闻到最香的10,感觉上好像还不如2的香。这种以信号变化的差异来决定产生感觉的强弱,不仅在嗅觉中,在所有的感觉中都是这样的。你刚从一个噪杂的迪厅中出来,同伴跟你说话往往要用喊。但你并不觉得比在寂静的图书馆中的耳语更响。或者平时你用温水洗手,39度的水开的热水大一点到了45度,感觉不比刚打完雪仗用温水洗手要烫。都是同样的道理。

                  • 家园 蜜饯何在!--打沙锅的在等你

                    解惑了。解答的很好。

                    感觉气味对情感有很大的影响,看到花闻到香,就会心情好,在芝兰之室谈情说爱成功率会增加很多,在臭水沟边在自由市场就适合打架。花能培养情感,培养诗情画意。。。

                    推而广之,要想社会安定团结,就得切实解决好气味污染问题,这不仅关系到人们的心情,也相应地影响例如生产效率,行车安全等等,所以好好研究研究“气味经济学”“气味社会学”,没准还能拿个诺贝尔奖(不是玩笑)。

                    空气污染不仅直接影响健康,还间接通过气味影响人们的情绪,这也适用于噪声污染。建议以后在汽油里加入些特殊芳香剂,要有不同香型,要保证汽车排放有淡淡清香的废气,这样可以大大减少交通事故。

                    商场里,可以根据所售商品的不同,设定特殊的气味,人们闻到这种气味会促进对某种商品的购买欲。。。

                    开会讨论问题,领导可以通过安排会议室的气味来影响大家的情绪,进而让大家能达成一致,例如放玫瑰花促进方案通过,吃一头蒜,加一斤黄豆,五块臭豆腐,再喝2斤凉水,达到让大家反对的目的。。。这是“气味与民主”。

                    不知蜜饯兄和水风兄有何补充呀!

                    • 家园 还在国内腐败,先说几句

                      回头再仔细谈谈。

                      受某类刺激时间长,而因此改变对该刺激的感受有很多种情况。对于伤害性刺激,往往是越来越敏感(敏化),而对于非伤害性刺激,则会慢慢钝化。因为这种非伤害性刺激不可能占据注意力中心很长时间,不然生物无法应对突发事件。可是万一这个伤害性刺激太强太长,生物也回自我保护得钝化甚至昏迷。

                      所以久入芝兰之室,会不觉其香;但若是被短时间反复电击,你未必会很快无畏无惧。

                      详细的日后再谈了。还请方家指点。

                      • 家园 一个特例

                        心理学或是精神病学里有一个病叫“幻嗅”,就是人总感到闻到了不存在的味道,还有“幻听”“幻视”等等。

                        这表明在某种特殊情况下,刺激物或感官可以与大脑皮层分离,有时间也给解释解释!

                      • 家园 这个谈得太少不过瘾,先不给加精了,等你整个详细的上来再说
                    • 家园 【文摘】 花 香 疗 法

                      国外已开始利用“花香疗法”来治病。如前苏联塔吉克共和

                      国,建了一座香花医院,专门利用香气来治病。叫做“花疗”。根

                      据病人不同的身心需要,来选择不同的花卉种类。医生让病人吸入

                      一定剂量的香气来治病。临床试验表明:十五种鲜花的香味分别对

                      心血管病、哮喘、高血压、肝硬化、神经衰弱、肾炎等疾病有较好

                      疗效。如白菊、艾叶和金银花的气味具有明显的降压作用。松树能

                      放出一种抑制结核杆菌的气体――臭氧。该疗养院某一年就接待了

                      50万疗养者,受到很高的评价。日本、欧洲等国家和地区近年来都

                      风行以鲜花所具有的气来养心治病。

                       由芳香治疗学延伸出的芳香心理学是专门研究人吸入香料后与人的心理状态内在关系的科学,它用实验和各种测量仪器的测量结果来证实芳香疗法的效果,能定量地表示出来,使芳香疗法走上科学的道路。

                        1、脑电波:发现薰衣草油、桉油、檀香和α-蒎烯的香气会引起人的α-波活动性增加,而茉莉花香气会增强人的β-波活力。

                        2、随伴性阴性脑电波变化(简称CNV):这是脑电图上记录的一种慢的向上移动的脑电波。发现茉莉花香气在大脑皮层前部和左中部的CNV引起明显的增加,同喝咖啡后的CNV变化是同一方向,这是兴奋的表现;而闻了薰衣草油香气CNV呈显著的下降,说明有镇静作用。柑桔味和有些花香也会增加CNV,表示快乐、兴奋,麝香、檀香等香气则使CNV下降。

                        3、心脏收缩期血压:当一个人受到一点轻微的生理压力时,典型的表现是心脏收缩血压升高,适度吸入肉豆蔻油、橙花油、缬草油的香气后会明显地降低这种升高了的血压。

                        4、微小震动:温血动物的一种细微的抖动,受肌肉扩张而影响。人在闻了桔子、薰衣草油后会减少微震的频率和振幅,表示得到了松弛,而茉莉、甘菊、麝香气味则会增加这个参数。

                        5、心率:1991年kikuchi擦探测出柠檬香味会使心率减速,而玫瑰香气会使心率加快。心率和CNV在同一香气条件下的变化趋向是一致的。

                        6、瞳孔扩大:发现所有香气刺激后都会诱起瞳孔扩张,表示激动。

                        7、大脑的血液流动:人在吸入1,8-桉叶醇(桉叶油的主要成份)的香气时,大脑血液流动都增加,说明大脑皮层活力增加了,连不能辨别嗅觉的人也一样,说明这不能是条件反射的结果。实验同时测定血液中增加吸入香料的浓度,表示吸收是很快的,从4分钟到20分钟,桉叶醇在血液中的浓度几乎成直线上升,直到最高值275ng/ml,当一量吸入停止,在静脉血液中的香料浓度也立刻下降,证明这们使用香料对人体来说是非常安全的,不会成瘾的。

                        从以上结果可以看出,香味对人的心理和生理作用都是巨大的,不可忽视的。可以这样理解,由于鼻子是大脑唯一暴露在外面的部分,大脑直接“闻香”,不同的香气刺激大脑立即作出反应,而大脑是人体的“最高司令部”,它指挥着全身所有的组织和器官有秩序的工作和应付各种紧急状况。因此,少量的香料分子就能通过大脑这个“最高司令部”对全身各种“发号施令”,做到药物所不能做到的事。

              • 家园 这科普写得水平高!实在是高!
            • 家园 我不是专家,请水风来解答吧。
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