嗅觉刺激对记忆和大脑健康的影响研究

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加州大学尔湾分校（2024USNews美国大学排名：33）（University of California, Irvine，简称UCI）的研究人员正在进行一项引人注目的研究，探讨嗅觉与大脑记忆能力之间的关系。研究表明，嗅觉在形成和加强记忆方面起着至关重要的作用。由Michael Leon教授领导的一项研究显示，通过在老年人的睡眠期间释放不同的气味，可以显著提高他们的短期记忆能力。研究参与者在标准化单词测试中的记忆保留率提高了226%。

嗅觉在记忆形成和增强中的作用

嗅觉在大脑中具有特殊地位，它直接访问大脑的记忆部分，如海马体和其周围区域。Leon教授指出，现代社会缺乏足够的嗅觉刺激，这对大脑的记忆和情感中心健康不利。研究还发现，嗅觉刺激可以通过非侵入性的方式在睡眠中传递，这对老年人记忆丧失的治疗具有潜力。

在小鼠嗅觉系统中，气味信息通过嗅觉上皮中的嗅觉感受神经元（OSNs）表达的气味受体（ORs）进行检测。每个OSN只表达一个功能性OR基因，表达相同OR的OSN轴突会聚到特定的投射点，形成嗅球（OB）中的球状结构。因此，气味信号被转换为OB中激活的球状体的拓扑图。尽管球状体的排列是基因决定的，但其结构具有可塑性，可以通过新生儿期的环境气味刺激进行修改。如果幼鼠暴露于特定的气味，响应的球状体会变大，招募连接的投射神经元和中间神经元的树突。这种印记不仅增加了对暴露气味的敏感性，还在印记的气味记忆上赋予了积极的质量。

外部气味信息在OB中表示为气味图，然后传输到嗅觉皮层（OC）进行决策，以通过两条不同的神经通路（先天和习得）引发行为输出。传递习得决策的簇状细胞（TCs）在吸气期间较早被激活，而传递先天决策的筛状细胞（MCs）在呼气期间较晚被激活。呼吸周期还与两种类型的嗅觉信号（内感和外感）的处理相关，使用两对镜像对称的嗅觉图。

嗅觉刺激对老年人短期记忆的影响

加州大学尔湾分校的研究人员正在研究嗅觉与大脑记忆能力之间的联系。研究表明，嗅觉在形成和加强记忆方面起着至关重要的作用。迈克尔·莱昂教授领导的一项研究显示，通过在老年人的睡眠期间释放不同的气味，可以显著提高他们的短期记忆能力。研究参与者在标准化单词测试中的记忆保留率提高了226%。

莱昂教授和他的合作者迈克尔·亚萨教授解释说，嗅觉在大脑中具有特权地位，可以直接访问大脑的记忆部分，如海马体。现代社会中，嗅觉刺激减少，这对大脑的记忆和情感中心健康不利。研究还发现，嗅觉刺激可以通过非药物手段改善老年人的记忆力，这对于阿尔茨海默病等记忆丧失问题尤为重要。

研究团队计划进一步研究嗅觉刺激对不同年龄段人群的影响，包括儿童和大学生。他们希望通过增加嗅觉刺激，改善儿童的执行功能和大学生的情绪健康。总的来说，嗅觉丰富化是一种无副作用的工具，可以显著帮助人们提高记忆力和情绪健康。

嗅觉刺激与海马体的联系

新生哺乳动物出生后的第一周是感官发育的关键时期，气味和触觉是最早感知到的感觉，帮助新生儿哺乳和与母亲建立联系。早期感官缺陷可能导致人类的各种神经发育障碍。苏黎世大学大脑研究所的Theofanis Karayannis教授指出，感官对大脑回路的形成和功能至关重要。研究团队通过对新生小鼠进行气味刺激，发现气味在出生后第一周内会引发大脑皮层大部分区域的神经活动，包括负责触觉的区域。这种现象在出生后一周内观察到，随着小鼠年龄增长，气味影响的脑区变得更为局限。

研究还发现，早期气味刺激对触觉的成熟也至关重要，缺乏气味输入的小鼠在触觉任务中表现较差。研究表明，早期的气味暴露对触觉发育和成熟至关重要，这一发现可能也适用于其他感官。研究结果对早产儿的护理具有重要意义，建议在新生儿重症监护病房中增加气味刺激，以支持各种感官和认知技能的发展。该研究强调了早期感官体验在大脑回路正确发育中的关键作用，特别是对早产儿等脆弱群体。

嗅觉刺激作为老年人记忆丧失的非侵入性治疗方法

轻度认知障碍（MCI）是一种微妙的、普遍的认知下降，对老年人的独立生活和生活质量产生不利影响。若不及时诊断，这种情况可能会发展为痴呆。因此，早期检测、预防和康复至关重要。当前的神经心理学干预措施已与虚拟现实（VR）和非侵入性脑刺激（NIBS）相结合。虚拟现实通过将用户沉浸在一个受控、生态和安全的环境中，已在认知和运动康复中显示出积极成果。而非侵入性脑刺激，如经颅磁刺激（TMS），已成为MCI和阿尔茨海默病的有前途的认知治疗方法。

尽管这两种方法通常单独使用，但本文建议将其整合用于认知康复，以提供多模式刺激，从而增强认知训练，提高康复效率。虚拟现实在康复中的应用包括认知刺激或训练，通常以纸笔形式进行，环境孤立且非生态。VR通过3D计算机生成的环境提供沉浸式体验，用户在虚拟环境中感受到“身临其境”的感觉，并与实时更新的环境互动，接收多感官反馈。研究表明，VR在记忆和执行功能康复中具有潜力，尤其是多感官刺激对记忆功能有积极影响。

经颅磁刺激（TMS）是一种通过头皮表面线圈产生电场的非侵入性脑刺激方法。高频TMS已被证明对MCI和痴呆患者的记忆和执行功能有显著改善。TMS的机制可能包括诱导皮层兴奋性变化，促进突触可塑性。

将VR和TMS结合应用于不同临床环境中，已显示出比单独治疗更好的协同效果。本文提出的整合方法包括10次训练，每次40分钟，结合高频TMS和基于VR的训练。预期这种多模式干预将促进认知功能的转移，提高日常生活活动能力，并增强患者的参与度和治疗依从性。

嗅觉丰富化对儿童执行功能和大学生抑郁症的影响

一项新的研究表明，每晚使用七种不同的芳香疗法精油可能有助于提高老年人的认知能力。研究发现，夜间使用薰衣草和玫瑰等芳香疗法精油可以将单词回忆能力提高226%，并改善大脑中与学习和记忆相关的关键通路的功能。这些发现表明，嗅觉丰富可能是一种低成本的方法，可以减少老年人的神经损伤。

在美国，认知能力下降估计影响了11.1%的人口。先前的研究表明，认知能力下降伴随着或甚至先于嗅觉丧失。加州大学欧文分校的研究人员进行了一项临床研究，观察了六个月的夜间芳香疗法是否能改善老年人的认知技能。研究招募了43名年龄在60至85岁之间的健康参与者，分为实验组和对照组。实验组每晚暴露于高浓度的精油，而对照组则暴露于微量精油。结果显示，实验组在单词回忆测试中的表现提高了226%，并且左钩状束的功能也有所改善。

研究人员认为，夜间使用气味扩散器进行最小的嗅觉丰富显著改善了言语记忆和特定大脑通路的完整性。然而，由于样本量较小，研究结果的可靠性受到限制。尽管如此，研究表明，夜间使用芳香疗法精油可能是一种值得尝试的方法，可以改善睡眠质量和记忆力。

综合总结

总的来说，加州大学尔湾分校的研究揭示了嗅觉在记忆形成和增强中的重要作用。通过在老年人的睡眠期间释放不同的气味，显著提高了他们的短期记忆能力。这一发现不仅对老年人记忆丧失的治疗具有潜力，还可能对其他年龄段的人群，如儿童和大学生，产生积极影响。嗅觉丰富化作为一种无副作用的工具，有望帮助不同年龄段的人群改善记忆和情感健康。

此外，嗅觉刺激与海马体的联系进一步强调了早期感官体验在大脑回路正确发育中的关键作用。嗅觉刺激作为老年人记忆丧失的非侵入性治疗方法，结合虚拟现实和经颅磁刺激，显示出更好的协同效果。最后，嗅觉丰富化对儿童执行功能和大学生抑郁症的影响也表明，这种方法具有广泛的应用前景。

通过进一步研究和应用，嗅觉丰富化有望成为一种有效的、无副作用的记忆和情感健康改善工具，为不同年龄段的人群带来福音。