健康人群与嗅觉功能障碍患者中气味混合物中目标气味检测的研究
嗅觉功能障碍患者与健康人群在混合气味中检测目标气味的能力研究
学术背景
在日常生活中，我们接触到的气味大多是混合气味，而非单一气味。然而，人类对混合气味的感知机制远不如对单一气味的理解深入。混合气味的感知可以分为两种方式：元素感知（analytical perception）和整体感知（configural perception）。元素感知是指人们能够分辨出混合气味中的各个成分，而整体感知则是指混合气味被感知为一个全新的气味，与其组成成分不同。尽管已有研究表明，某些混合气味在不同物种中会被整体感知，但人类对混合气味的感知机制仍存在许多未解之谜。
此前的研究表明，随着混合气味中成分数量的增加，识别其中的单一气味成分会变得更加困难。人类通常只能识别出混合气味中的3到4种成分，这一上限似乎与气味的类型或个体的训练经验无关。然而，关于人类在复杂混合气味中检测目标气味的能力，研究仍然有限。本研究旨在探讨健康人群和嗅觉功能障碍患者在混合气味中检测目标气味的能力，并比较两者之间的差异。
论文来源
本论文由Eva Drnovsek、Kristina Weitkamp、Venkatesh N. Murthy、Edanur Gurbuz、Antje Haehner和Thomas Hummel共同撰写。作者分别来自德国德累斯顿工业大学（Technische Universität Dresden）的耳鼻喉科嗅觉与味觉诊所、美国哈佛大学（Harvard University）的脑科学中心和分子与细胞生物学系，以及土耳其穆拉西特克科曼大学（Mugla Sitki Kocman University）医学院。该研究得到了Volkswagenstiftung的资助，并于2025年发表在European Journal of Neuroscience期刊上。
研究流程
研究对象与分组
研究共纳入了90名健康人群（对照组）和40名嗅觉功能障碍患者（患者组）。所有参与者均年满18岁，且排除了可能影响嗅觉功能的重大健康问题，如糖尿病、帕金森病或肾功能不全。对照组通过传单招募，而患者组则来自德累斯顿工业大学嗅觉与味觉诊所的门诊患者。
嗅觉功能评估
所有参与者填写了关于社会人口学数据和主观嗅觉功能的问卷。患者组接受了详细的临床评估，包括结构化病史采集和扩展版的Sniffin’ Sticks嗅觉测试。该测试评估了参与者的气味阈值（T）、气味辨别能力（D）和气味识别能力（I），并将三者综合为TDI评分。根据TDI评分，参与者被分为正常嗅觉（normosmic）、嗅觉减退（hyposmic）和嗅觉丧失（anosmic）三类。对照组仅通过气味阈值和气味识别测试进行评估。
目标气味检测任务
研究设计了两项任务来评估参与者在混合气味中检测目标气味的能力。所有参与者的目标气味为丁香酚（eugenol）和苯乙醇（phenylethanol, PEA），第三个目标气味则随机分配。每项任务分为四个步骤，混合气味中的成分数量从2种逐步增加到7种或8种。在每个步骤中，参与者需要从多个样品中选择含有目标气味的样品。
- 任务一：参与者从三个样品中选择含有目标气味的样品，其中两个样品为背景气味，另一个样品为含有目标气味的混合气味。
- 任务二：参与者从两个样品中选择含有目标气味的样品，两个样品均为混合气味，但只有一个含有目标气味。
气味选择与混合
研究选用了10种单分子气味物质，包括丁香酚、苯乙醇、桉叶油醇（eucalyptol）、庚醇（heptanol）等。这些气味物质被稀释至相似的强度，以避免某些气味因强度过高而掩盖其他气味。混合气味的制备通过将气味物质浸泡在纱布上并放入棕色玻璃瓶中完成。
主要结果
健康人群的目标气味检测能力
研究结果显示，随着混合气味中成分数量的增加，健康人群检测目标气味的成功率逐渐下降。然而，即使在混合气味中含有7种或8种成分时，仍有约50%的健康人群能够检测到丁香酚，约30%-40%能够检测到苯乙醇。值得注意的是，某些气味物质（如柠檬醛（citronellal）和己烯醇（hexenol））的检测成功率显著高于其他气味物质（如甜瓜醛（melonal）和松油烯（pinene））。
患者组与对照组的比较
与健康对照组相比，嗅觉功能障碍患者在检测丁香酚和苯乙醇时的成功率显著降低。特别是在混合气味成分较多的步骤中，患者组的检测成功率接近随机水平。此外，研究还发现，目标气味的识别能力与检测成功率密切相关。能够明确识别目标气味的参与者，其检测成功率显著高于无法明确识别的参与者。
嗅觉功能与检测能力的关系
研究进一步分析了目标气味检测任务得分与嗅觉功能之间的关系。结果显示，任务得分与气味阈值和气味识别能力呈显著正相关，表明目标气味检测任务可以用于评估个体的嗅觉功能。
结论与意义
本研究证实，健康人群能够在含有8种成分的混合气味中检测到目标气味，且检测成功率显著高于随机水平。目标气味的检测能力受到目标气味本身、混合气味中成分数量、个体嗅觉功能以及目标气味识别能力的影响。此外，嗅觉功能障碍患者在检测目标气味时的表现显著低于健康人群，表明目标气味检测任务可以作为一种评估嗅觉功能的有效工具。
研究亮点
- 新颖的研究设计：本研究首次系统评估了健康人群和嗅觉功能障碍患者在复杂混合气味中检测目标气味的能力，填补了该领域的研究空白。
- 临床应用价值：研究结果表明，目标气味检测任务可以用于评估嗅觉功能，为嗅觉功能障碍的诊断提供了新的方法。
- 气味感知机制的深入探讨：研究揭示了目标气味识别能力在混合气味感知中的重要作用，为进一步研究气味感知机制提供了重要线索。
其他有价值的信息
研究还探讨了气味物质的感知特性（如强度、愉悦度、熟悉度）对检测成功率的影响，但未发现显著差异。未来的研究可以进一步扩大样本量，并引入更多类型的气味物质，以验证本研究的结论。
通过此研究，我们对人类在复杂混合气味中检测目标气味的能力有了更深入的理解，并为嗅觉功能障碍的诊断和治疗提供了新的思路。