長期以來，嗅覺被視作是個體遲鈍的、反應很慢的感官。近期，中國科學院心理研究所研究員周雯團隊對這一觀點提出了挑戰(zhàn)，并發(fā)現(xiàn)了人類能夠在一次嗅探過程中感知氣味分子精細的時間動態(tài)變化。該團隊開發(fā)了獨特的吸氣同步嗅覺儀。這一嗅覺儀能夠在一次自然的吸氣中將不同氣味依序呈現(xiàn)至鼻腔，并對氣味間的時間間隔（SOA）進行高精度控制。同時，嗅覺儀的控制精度達到18毫秒，相當于普通液晶顯示屏一幀的時長。借助這一裝置，該研究生成了不同的氣味分子序列，如A分子先于B分子（A→B）或B分子先于A分子（B→A），并系統(tǒng)操控了A和B間的SOA。一次吸氣自動觸發(fā)一個氣味分子序列的呈現(xiàn)，吸氣停止，則氣味也自然中止。這使得研究人員得以考察不同的SOA下氣味分子的先后順序是否影響人類的知覺輸出，即是否產生不同的氣味感知。在多個實驗里，科研人員操控SOA在約20毫秒至400毫秒的范圍內變化，系統(tǒng)測試了參與者的嗅覺時間敏感性。實驗使用四種氣味分子，分別具有花香、蘋果、檸檬、洋蔥的氣味。結果顯示，當SOA僅為60毫秒時，參與者便能夠分辨出A→B與B→A的差異。而60毫秒約是一次眨眼所需時間的1/3，接近于視覺對紅綠閃爍的分辨率。隨著SOA的增長，參與者對A→B與B→A的分辨能力愈發(fā)精準。同時，這一能力不依賴于對A和B的先后順序的再認。研究表明，一次1~3秒的吸氣并非是對化學環(huán)境的一次1~3秒的長曝光拍攝。實際上，一次吸氣生成的“氣味”中內嵌著豐富的時間動態(tài)細節(jié)，其時間敏感度與我們對色彩的感知相當。這為氣味客體的“時間編碼”理論提供了行為證據，加深了科學家對氣味感知背后的時間維度的認知。同時，該工作提出的高時間精度控制氣味的方法，對電子鼻和嗅覺VR等的設計工作具有啟發(fā)意義。近期，相關研究成果在線發(fā)表在《自然-人類行為》（Nature Human Behaviour）上?！蹲匀?人類行為》同期在News and Views刊出了題為Timing Matters in Olfaction的述評文章。研究工作得到科技創(chuàng)新2030-“腦科學與類腦研究”重大項目、國家自然科學基金、中國科學院相關項目、中國博士后科學基金等的支持。論文鏈接a. 吸氣同步嗅覺儀示意圖；b. SOA與管長差和吸氣流速關系模型；c. 氣味序列分辨流程