黃雪琨周文豪楊欽泰

嗅覺（Olfactory,Sensation）是人類重要的特殊感覺之一，屬于化學(xué)感覺。嗅覺信息即嗅質(zhì)（odorant），又稱氣味分子，是能引起氣味感知的易于揮發(fā)的小分子化合物。吸氣時(shí)，嗅質(zhì)隨著吸入的空氣進(jìn)入鼻腔（鼻前通路）；進(jìn)食時(shí)，食物所釋放的嗅質(zhì)則隨著呼出的空氣從口腔進(jìn)入鼻腔（鼻后通路），這兩種方式都能有效地誘發(fā)嗅覺反應(yīng)[1]。嗅覺反應(yīng)是由于氣味分子與嗅覺受體結(jié)合，將氣味信息傳遞到嗅球，并逐級傳遞到大腦皮層而產(chǎn)生。人類的嗅覺系統(tǒng)在氣味辨別方面非常出色，可以區(qū)分幾乎所有的氣味，尤其對一些氣味比嚙齒動(dòng)物和狗更敏感。人類嗅覺能力隨年齡、性別和發(fā)育階段等因素而變化[2，3]。

嗅覺作為唯一一種大腦直接與外部環(huán)境相聯(lián)系的感覺，不僅在母乳喂養(yǎng)、尋找食物、預(yù)測威脅、調(diào)節(jié)人際關(guān)系等方面具有重要作用，同時(shí)也影響個(gè)體的情緒。情緒（emotion）的定義尚存爭議，目前比較通用的情緒定義為：“情緒是一種普遍的、對于外部事件的功能性反應(yīng)，它暫時(shí)地整合生理、認(rèn)知、現(xiàn)象學(xué)以及行為等渠道，以便對當(dāng)前情境做出一種增強(qiáng)適應(yīng)性、塑造環(huán)境的回應(yīng)”。人類的基本情緒包括高興、憤怒、驚訝、厭惡、悲傷和害怕[4]。情緒在人類生活中起重要作用，影響著人類的決策、行為、記憶等。情緒處理與嗅覺處理的腦區(qū)密切相關(guān)，嗅覺障礙和情緒障礙疾病之間也存在密切關(guān)系。本文根據(jù)嗅覺和情緒相關(guān)性的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，旨在深入了解嗅覺和情緒之間的相互影響。

1 嗅覺系統(tǒng)

嗅覺系統(tǒng)包括嗅上皮、嗅球和嗅皮質(zhì)。嗅上皮包括黏膜層和固有層，嗅黏膜是由嗅覺感受神經(jīng)元（嗅神經(jīng)元）、支持細(xì)胞和基底細(xì)胞、微絨毛細(xì)胞組成，其中嗅神經(jīng)元就是嗅覺感受器。嗅黏膜上隨機(jī)分布著不同種類的嗅神經(jīng)元，每類嗅神經(jīng)元表達(dá)同一種嗅覺受體。這些嗅覺受體可以與氣味分子進(jìn)行特異性結(jié)合，產(chǎn)生換能作用，從而有針對性地將外界化學(xué)刺激轉(zhuǎn)化為動(dòng)作電位，傳導(dǎo)至下游神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以一種復(fù)雜的時(shí)空方式進(jìn)行編碼，形成嗅覺反應(yīng)。人類的嗅覺受體約有450多種，一種嗅覺受體可以對不同氣味分子中相同的特定部分化學(xué)特征產(chǎn)生反應(yīng)，而一種氣味分子則可以激活編碼其多種化學(xué)特征的不同的嗅覺受體。嗅神經(jīng)元為雙極神經(jīng)元，其樹突側(cè)有嗅泡，軸突由嗅鞘細(xì)胞包繞，匯聚成嗅絲穿過篩孔進(jìn)入嗅球[3，5]。

嗅球是嗅覺信息的重要中轉(zhuǎn)站，位于篩板上方的前顱底，嗅球由6層同心結(jié)構(gòu)組成，由外到內(nèi)依次為嗅神經(jīng)層、嗅小球?qū)印⑼鈪矊?、僧帽?xì)胞層、內(nèi)叢層，顆粒細(xì)胞層。嗅球包含3種神經(jīng)元：僧帽細(xì)胞、叢狀細(xì)胞和顆粒細(xì)胞。僧帽細(xì)胞和叢狀細(xì)胞是嗅球上主要的二級神經(jīng)元，該細(xì)胞的軸突以嗅束的方式投射到初級嗅皮質(zhì)即梨狀皮層和內(nèi)嗅皮層等。嗅皮質(zhì)包括初級嗅皮質(zhì)：前嗅核、梨狀皮層、杏仁核及內(nèi)嗅皮層，次級嗅皮質(zhì)：眶額葉皮質(zhì)、內(nèi)側(cè)顳葉、扣帶回、海馬、下丘腦、背內(nèi)側(cè)丘腦[5]。

嗅覺加工過程可分為初級和高級階段。初級階段由嗅覺神經(jīng)元上的嗅覺受體與相應(yīng)氣味分子接觸，將化學(xué)信號轉(zhuǎn)化為電信號，通過嗅神經(jīng)匯聚至嗅球處的嗅小球內(nèi);嗅覺初級階段包括嗅覺的敏感性及閾值，也稱為嗅覺的外周水平。嗅覺信號通過神經(jīng)元直接投射至前嗅核、梨狀皮層、杏仁核及內(nèi)嗅皮層等皮質(zhì)或皮質(zhì)下結(jié)構(gòu)；再由上述腦區(qū)發(fā)出次級投射，與眶額葉皮質(zhì)、海馬、內(nèi)側(cè)顳葉、扣帶回等區(qū)域建立聯(lián)系，該過程為嗅覺的高級處理階段，包括對氣味的識別和命名能力、嗅覺熟悉度、愉快度，即嗅覺功能的中樞水平[6]。

嗅覺障礙是指在氣味感受、傳導(dǎo)及信息分析整合過程中，嗅覺通路各環(huán)節(jié)發(fā)生器質(zhì)性和（或）功能性病變，導(dǎo)致的氣味感知異常。嗅覺障礙包括嗅覺定量障礙及定性障礙，前者包括嗅覺減退、嗅覺喪失（失嗅）和嗅覺過敏，后者包括嗅覺倒錯(cuò)和幻嗅。嗅覺減退是指對氣味感受、識別、辨別能力下降。嗅覺喪失是指不能感知任何性質(zhì)的氣味。嗅覺過敏是指對一種或多種氣味異常敏感。嗅覺倒錯(cuò)是指對氣味性質(zhì)感知的扭曲?；眯崾侵冈跊]有氣味刺激時(shí)產(chǎn)生的虛幻的氣味感知[7]。

2 嗅覺和情緒相關(guān)的解剖學(xué)基礎(chǔ)

參與嗅覺信號加工的中樞結(jié)構(gòu)主要包括杏仁核、海馬、眶額皮層、腦島和扣帶回，這些結(jié)構(gòu)也與情緒信號加工密切相關(guān)。杏仁核負(fù)責(zé)加工氣味的效價(jià)和強(qiáng)度，同時(shí)也是情緒加工的樞紐，能夠迅速探測不同感覺通道攜帶的情緒性信號，特別是對生存具有重要意義的威脅和恐懼信號。海馬與杏仁核協(xié)同編碼氣味的情緒效價(jià)，形成情緒記憶，在個(gè)體回憶對自身有重要意義的氣味時(shí)，海馬表現(xiàn)出明顯的激活，它也高度參與了與嗅覺無關(guān)的自傳體回憶的形成和提取。在嗅覺線索的引導(dǎo)下，所提取的記憶往往時(shí)間上更久遠(yuǎn)，內(nèi)容上也更情緒化?？纛~皮質(zhì)與杏仁核間存在大量的雙向神經(jīng)聯(lián)結(jié)，在氣味的效價(jià)特征、辨識與記憶中扮演關(guān)鍵角色；眶額皮質(zhì)對于加工在特定情境中行為產(chǎn)生的獎(jiǎng)懲尤為重要，它與情緒背景下的自主神經(jīng)系統(tǒng)反應(yīng)以及決策過程中的情緒因素緊密相關(guān)。此外，腦島對正性和負(fù)性的嗅覺刺激都反應(yīng)，尤其對厭惡性氣味產(chǎn)生明顯激活；而腦島也參與了厭惡情緒的加工，并在評估情緒狀態(tài)中負(fù)責(zé)整合身體感覺?？蹘Щ匚挥诖竽X半球內(nèi)側(cè)面，愉悅氣味引起前扣帶回的激活，前扣帶回參與評估注意力分散，構(gòu)成情感維度如分離或排斥狀況下的社會(huì)憂慮?？傊?，負(fù)責(zé)加工情緒信息的腦區(qū)與負(fù)責(zé)加工嗅覺信息的腦區(qū)有很大重疊，這些腦區(qū)同時(shí)處理其他感官傳遞的情緒性信號，為嗅覺和情緒的相互作用提供了基礎(chǔ)[8]。

3 嗅覺與情緒的相互影響

嗅覺對情緒的影響非常明顯。Philpott CM等[9]對英國496例嗅覺障礙患者進(jìn)行問卷調(diào)查，發(fā)現(xiàn)43%有抑郁，45%有焦慮，57%有孤獨(dú)感。Schienleet等[10]證實(shí)嗅覺減退或嗅覺喪失患者不良情緒明顯高于嗅覺正常者。Ille R等[11]發(fā)現(xiàn)失嗅或嗅覺減退者，對變質(zhì)食物的厭惡感降低，但對不良衛(wèi)生的厭惡感增加，尤其男性更加明顯。嗅覺減退的男性，對自身的厭惡感也增加[12]。Croy I等[13]研究發(fā)現(xiàn)嗅覺正常的男性感知厭惡程度低于女性，而嗅覺減退男性的感受厭惡程度與嗅覺敏感性之間存在著特定的關(guān)系，嗅覺敏感度高的男性報(bào)告比女性參與者的厭惡程度高，而嗅覺敏感度低的男性報(bào)告的厭惡程度明顯低于女性。嗅覺敏感性高可促進(jìn)個(gè)體對潛在致病威脅的感知，厭惡成為回避疾病發(fā)生的一種進(jìn)化功能。而Lemogne C等[14]研究認(rèn)為先天性或獲得性嗅覺障礙患者對厭惡和感受恐懼的程度與正常人相似，可能嗅覺障礙者不能通過嗅覺感知危險(xiǎn)環(huán)境，因此通過其它方式比如視覺或聽覺補(bǔ)償這種能力。

Han P等[15]利用功能性核磁共振成像（fMRI）對17名獲得性嗅覺喪失患者和23名年齡和性別匹配的嗅覺正常者的神經(jīng)活動(dòng)進(jìn)行了監(jiān)測，同時(shí)予觀看情緒化和中性的圖片。嗅覺喪失患者對情緒圖片表現(xiàn)出右海馬腦的反應(yīng)降低。健康受試者海馬和腦島的激活與嗅球體積呈正相關(guān)。結(jié)果表明嗅覺喪失患者的情緒神經(jīng)處理被影響，嗅覺障礙引起中樞情緒處理減少，嗅覺在情緒處理中起重要作用。

嗅覺信息即氣味分子可通過基因指定的受體被投射到嗅球中相應(yīng)的嗅小球，后者直接投射到梨狀皮質(zhì)和杏仁核。梨狀皮質(zhì)和杏仁核都投射到眶額皮質(zhì)、海馬，一起參與情感和聯(lián)想學(xué)習(xí)，參與包括情景記憶在內(nèi)的長期記憶。有證據(jù)表明，一些氣味可以調(diào)節(jié)情緒和認(rèn)知，比如橘子氣味可以減少焦慮情緒，增加積極情緒。日本雪松木揮發(fā)油的氣味對嗅覺進(jìn)行刺激可以使情緒放松，有助于維護(hù)心理健康[16，17]。城市環(huán)境中的氣味，如蠟燭/蜜蜂蠟和夏季空氣與幸福感相關(guān)，而燃燒的氣味和嘔吐物與厭惡感有獨(dú)特的關(guān)聯(lián)[18]。

情緒也影響嗅覺的感知。Flohr EL等[19]研究31名健康受試者在悲傷狀態(tài)對嗅覺過程調(diào)節(jié)作用。兩部電影分別在兩天內(nèi)放映，引發(fā)了一種悲傷的情感狀態(tài)后，用不愉快的（硫化氫：“臭雞蛋”）或愉快的（苯乙醇：“玫瑰”）氣味刺激后記錄化學(xué)感覺誘發(fā)電位。誘發(fā)悲傷情感狀態(tài)后，N1和P2峰的延遲時(shí)間較長。此外，當(dāng)被不愉快的氣味刺激時(shí)，悲傷的情感狀態(tài)下的振幅較低。因此在悲傷的情感狀態(tài)下，嗅覺輸入的處理被減少，嗅覺敏感性降低。厭惡和恐懼可通過降低嗅覺閾值以促進(jìn)個(gè)體檢測到威脅，從而遠(yuǎn)離有潛在危險(xiǎn)的環(huán)境[20]。Pollatos等[21]發(fā)現(xiàn)消極情緒降低嗅覺敏感性，且對中性氣味評估愉悅度更加降低且強(qiáng)度更高；積極情緒對中性氣味評估的愉悅度增高

Chen等[22]利用電影片段激發(fā)被試者不同的情緒狀態(tài)后進(jìn)行嗅覺檢測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)神經(jīng)質(zhì)和焦慮可以調(diào)節(jié)嗅覺強(qiáng)度和反應(yīng)時(shí)間，神經(jīng)質(zhì)/焦慮的個(gè)體對愉快和不愉快的氣味都更敏感。焦慮狀態(tài)下對愉快氣味識別能力下降，對不愉快氣味識別能力提高[23]。Krusemark EA等[24]采用功能性磁共振成像（fMRI）研究情緒狀態(tài)對嗅覺感知的影響，也證實(shí)焦慮狀態(tài)對中性氣味感受為不愉快氣味，伴隨著嗅覺皮質(zhì)（梨狀皮層和眶額前葉）和情緒相關(guān)的前扣帶回皮質(zhì)對這些氣味的反應(yīng)增強(qiáng)，同時(shí)杏仁核與次級嗅覺皮質(zhì)層之間的傳入或傳出的聯(lián)系也加強(qiáng)。提示在消極情緒狀態(tài)下過度的情緒-嗅覺相互作用會(huì)使無害的氣味變得令人厭惡，環(huán)境壓力感受不斷上升，從而導(dǎo)致焦慮和抑郁。

4 抑郁癥與嗅覺

抑郁癥是臨床上常見的精神障礙，其主要特征為顯著并持久的思維遲滯、情緒低落，并伴有認(rèn)知功能損害和意志活動(dòng)減弱，屬于情感性精神障礙的一種臨床類型，是一種慢性致殘性疾病，發(fā)病率非常高，全球范圍內(nèi)影響超過3.5億人，嚴(yán)重影響著患者的生活和工作。抑郁癥對社會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，包括治療和工作場所相關(guān)費(fèi)用，在美國估計(jì)每年的費(fèi)用為2105億美元。此外，每年死于自殺的人數(shù)中，約23%的自殺者為抑郁癥患者。根據(jù)世界衛(wèi)生組織預(yù)測，到2020年抑郁癥將是全世界第二大致殘?jiān)颍瑑H次于缺血性心臟病。抑郁癥的發(fā)病機(jī)制尚未明確，已有證據(jù)認(rèn)為抑郁癥產(chǎn)生與控制情緒的大腦皮層和邊緣系統(tǒng)的改變有關(guān)[25，26]。

抑郁癥引起如杏仁核、海馬、扣帶回、腦島、眶額皮質(zhì)等大腦區(qū)域改變，這些區(qū)域也參與嗅覺感知[27]。抑郁癥患者在接受抗抑郁治療前，fMRI顯示嗅覺相關(guān)的次級嗅皮質(zhì)如丘腦、島葉、左側(cè)眶額葉對氣味刺激激活減弱，嗅覺功能下降，嗅覺誘發(fā)電位P2的激活減弱、潛伏期延長；治療后，抑郁障礙患者的嗅覺功能、嗅覺誘發(fā)電位及fMRI與正常對照組的差異消失[28]。

在動(dòng)物模型中，大鼠雙側(cè)嗅球切除后，其行為表現(xiàn)、神經(jīng)遞質(zhì)改變、內(nèi)分泌和免疫變化都與抑郁癥模型非常相似，這些癥狀可以通過抗抑郁治療而逐漸緩解，提示嗅覺神經(jīng)通路異常與抑郁癥狀相關(guān)[29]。Hur K等[30]調(diào)查了5275名年齡≥40歲的成人，進(jìn)行嗅覺和味覺問卷以及抑郁癥評估。結(jié)果發(fā)現(xiàn)氣味和味覺改變的患病率分別為23.0%（95%CI:20.7～25.3%）和11.9%。（95%置信區(qū)間：10.7%～13.1%）。在符合重度抑郁癥標(biāo)準(zhǔn)的患者中，氣味和味覺改變的患病率分別為39.8%（95%CI:33.4%～46.1%）和23.7%（95%CI:18.7%～28.7%）。40～65歲的嗅覺變化與抑郁癥之間有強(qiáng)烈關(guān)聯(lián)性，提示嗅覺變化可以作為篩查抑郁癥指標(biāo)之一。

抑郁癥的發(fā)作期降低嗅覺敏感性，反復(fù)發(fā)作的抑郁癥降低嗅覺識別能力[31]。Khil L等[32]對728例抑郁癥患者和555名正常人群的研究顯示，復(fù)發(fā)性抑郁障礙患者較首發(fā)抑郁障礙患者嗅覺識別障礙的發(fā)生率更高，首發(fā)抑郁障礙患者漢密爾頓抑郁量表評分每增加1分，其嗅覺命名障礙發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加7%。頭部MIR顯示抑郁癥患者的嗅球體積比對照組減小，左側(cè)嗅溝深度低于對照組。抑郁癥較小的嗅球體積、較低的嗅溝深度與嗅覺喪失或嗅覺減退有關(guān)，且嗅球體積與嗅覺敏感性呈正相關(guān)，與抑郁癥狀嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)[33，34]。Rottstadt F等[35]也證實(shí)抑郁癥患者比健康者的嗅球體積減少17%，嗅球體積減少和腦島、顳上回、杏仁核的體積減少相關(guān)。抑郁癥患者的嗅球體積減小導(dǎo)致神經(jīng)嗅覺輸入減少，使腦島和顳上回的體積減少，嗅覺敏感性、識別能力降低。因此，嗅球體積可能為抑郁癥易感性的一個(gè)因素。

Kohli P等[36]利用3個(gè)在線數(shù)據(jù)庫，對嗅覺和抑郁相關(guān)研究進(jìn)行了系統(tǒng)的文獻(xiàn)綜述，結(jié)合兩個(gè)不同患者群體(原發(fā)性抑郁癥或原發(fā)性嗅覺功能障礙患者)的抑郁和嗅覺數(shù)據(jù)，進(jìn)一步了解抑郁癥和嗅覺之間的關(guān)系。研究結(jié)果表明，原發(fā)性抑郁癥患者和對照組相比，抑郁癥患者的嗅覺閾值、辨別力、識別力均有所下降。在原發(fā)性嗅覺障礙患者中，Beck的抑郁量表評分在正常、嗅覺減退和嗅覺喪失三類患者之間存在顯著差異?？傊?，與健康對照組相比，抑郁癥患者的嗅覺功能下降，相反，嗅覺障礙患者的抑郁癥狀隨著嗅覺喪失的嚴(yán)重程度而惡化。抑郁癥伴隨著嗅覺功能改變的機(jī)制為：首先，抑郁癥患者的由于嗅覺注意力下降和嗅覺神經(jīng)元受體轉(zhuǎn)換率降低致嗅覺功能受損。其次，抑郁癥嗅球體積減小，較少信號輸入到嗅覺皮層，杏仁核、海馬、眶額皮質(zhì)激活減少，影響嗅覺功能，嗅球?yàn)榇龠M(jìn)抑郁癥易感性的標(biāo)志。對抑郁癥患者進(jìn)行嗅覺刺激，暴露于芳香氣味，可緩解抑郁癥狀。因此嗅覺可作為抑郁癥的一個(gè)標(biāo)志物[37]。

5 結(jié)語

綜上所述，嗅覺和情緒有緊密的關(guān)聯(lián)性，嗅覺和情緒影響人類生活的方方面面。嗅覺讓人類感受到美食和花香、規(guī)避危險(xiǎn)，情緒調(diào)節(jié)著人際間的交流與協(xié)作，是人類社會(huì)發(fā)展的潤滑劑。嗅覺信息引起情緒變化，嗅覺障礙引起情緒相關(guān)性的精神疾病，而情緒亦影響嗅覺的功能。因此我們要重視嗅覺，開展簡便有效的嗅覺檢測方法，定期檢測嗅覺，早期發(fā)現(xiàn)并防治精神疾病，提高生活質(zhì)量。