嗅知觉的时间特性及其神经基础

嗅觉是生物体的基本感觉之一，对个体的摄食、检测环境的变化以及与其它个体的交流起着重要的作用。同时，嗅觉与其它的感觉通道有相互的联系，与它们的加工存在着交互协作。这一系列功能的实现依赖于嗅觉系统对信息的动态编码和表征。对嗅觉知觉的时间特性进行探索有助于我们了解嗅觉系统的运作机制及其与其它神经加工的相互影响。本项目拟采用心理物理和神经生理记录的手段，以人类的嗅觉经验为研究对象，从以下四个方面对嗅知觉的时间特性这一关键理论问题进行探索：（1）嗅知觉的时间分辨率有多高？（2）经验和学习如何影响嗅知觉的时间特性？（3）哪些神经机制决定了嗅知觉的时间特性？（4）嗅知觉的时间特性如何与视知觉的时间加工相互关联和影响？研究平台完备，项目组成员在时间知觉、嗅觉及视觉加工方面有很好的工作基础，保证了项目的实施和完成。

嗅觉是生物体的基本感觉之一，对个体的摄食以及与其它个体的交流等起着重要的作用。同时，嗅觉与其它的感觉通道有相互的联系，与它们的加工存在交互协作。这一系列功能的实现依赖于嗅觉系统对信息的动态编码和表征。在此背景下，本项目旨在通过心理物理、行为遗传方法和神经生理记录的手段来勾画人类嗅知觉的时间特性及其在表征跨通道时间信息中的调节作用。研究的第一部分考察了嗅知觉的时间分辨率；结果显示，对于部分个体来说，500毫秒左右的时间差异信息可以被有效地用于判断两种气味呈现的先后顺序。这种对气味时序信息的敏感性还受到气味是否呈现在同一鼻孔有关；相对与双侧呈现，单侧呈现的时间分辨率更高，表明早期的嗅觉加工对时间信息的提取有一定的贡献。第二部分进一步分析较长时程下（大约几十秒）嗅知觉的转换特性。当给左右鼻孔呈现不同的气味，个体的知觉会在两种气味之间转换。转换的频率和幅度在个体间有很大的差异，且同卵双生子间（共享100%的基因）比异卵双生子间（共享平均50%的基因）的相似度更高，表明调节嗅知觉转换的时间机制具有一定的遗传基础。第三部分则探讨嗅觉信息如何跨通道地影响视觉信息的采样和时间加工。结果显示，一致的嗅觉信息可以促进个体对视觉信息的采样，提高融合阈限附近闪烁的物体的可视性。这种行为效应对应于增强的视觉物体诱发的神经震荡活动。相应的，嗅觉信息会延长一致的视觉物体的主观时长，产生时间膨胀效应。以上三部分的结果说明，表面上模糊不清的嗅觉加工，其实有着丰富的时间特征，小到亚秒级别的分辨率，大到数十秒水平的知觉转换；看似不重要的嗅知觉，其实可以深刻地影响其它感觉通道的信息加工。嗅觉加工的这些特性为我们深入了解嗅觉系统和跨通道网络的运作机制提供了非常宝贵的材料和研究基础，为今后的工作提供了新的思路。