你有沒有想過，同一杯咖啡，剛沖好是咖啡味，放涼了濃度變了，還是咖啡味。這對你來說理所當然，但對大腦來說，卻是一個巨大的挑戰(zhàn)。

嗅覺受體細胞對濃度其實非常敏感，理論上，嗅覺受體細胞對濃度高度敏感，濃度變化應(yīng)該導(dǎo)致完全不同的神經(jīng)信號。但現(xiàn)實中，你從來不會把濃咖啡聞成茶。大腦究竟是怎么做到無視濃度，只認氣味身份的？

2026年4月13日，紐約大學格羅斯曼醫(yī)學院Dmitry Rinberg、Shy Shoham團隊在《Nature Neuroscience》上發(fā)表的研究《 Rapid temporal processing in the olfactory bulb underlies concentration-invariant odor identification and signal decorrelation 》，第一次揭開了這個“嗅覺恒常性”的秘密：

該研究發(fā)現(xiàn)嗅球通過快速時間濾波機制：吸氣初期被激活的神經(jīng)元，攜帶的是“氣味身份證”，這部分信號在不同濃度下高度穩(wěn)定；而后期被激活的信號，會被嗅球內(nèi)部的抑制網(wǎng)絡(luò)直接屏蔽。

該機制實現(xiàn)氣味識別不受濃度干擾、不同氣味信號快速去相關(guān)，解答了嗅覺如何穩(wěn)定辨味的核心問題。

早期信號最穩(wěn)定，是氣味的“身份證”

研究者用雙光子鈣成像和呼吸同步氣味遞送，在清醒小鼠上實時記錄嗅球中腎小球和僧帽/叢狀細胞（MTCs）的活動。結(jié)果發(fā)現(xiàn)了一個規(guī)律：氣味激活腎小球和MTCs有明確的先后順序；最早被激活的細胞，在不同濃度下信號高度一致；后期被激活的細胞，信號隨濃度大幅變化。

根據(jù)這個規(guī)律，團隊把細胞分成兩類：

穩(wěn)定型：高濃度和低濃度都有反應(yīng)，全部集中在吸氣初期；

不穩(wěn)定型：只在一種濃度有反應(yīng)，潛伏期更長

因此，嗅覺系統(tǒng)只提取最早的信號當氣味身份標簽，后期信號直接忽略。

30-40毫秒的時間窗口決定信號能否通過

腎小球是信號輸入站，MTCs 是輸出站，二者傳遞有嚴格時間窗口。

吸氣開始后約 30–40 毫秒是興奮窗口期，只有這個時段被激活的腎小球，才能順利驅(qū)動 MTCs 產(chǎn)生興奮信號；窗口期過后，嗅球內(nèi)部抑制網(wǎng)絡(luò)啟動，后續(xù)激活的腎小球就算信號強，也沒法讓 MTCs 興奮，反而被抑制。

因此，時間窗口決定了哪些氣味信息能被傳遞到大腦。

抑制網(wǎng)絡(luò)是時間濾波器的核心

這種時間濾波由嗅球的側(cè)向抑制實現(xiàn)，早期激活的腎小球會啟動抑制神經(jīng)元，快速阻斷后期輸入。

團隊用氣味混合實驗驗證發(fā)現(xiàn)，先被激活的腎小球會壓制后激活的，即使后激活的信號更強，也無法逆襲；這說明時間濾波是通用規(guī)則，不是個別細胞的特例，也解釋了小鼠能快速辨味、不受濃度干擾的神經(jīng)基礎(chǔ)。

全文總結(jié)

本文解析了小鼠嗅球的信號處理邏輯：

吸氣開始 → 氣味分子到達嗅覺受體 → 腎小球按時間順序被激活 →前30-40毫秒內(nèi)激活的腎小球通過興奮窗口 → 驅(qū)動MTCs產(chǎn)生信號 → 傳遞到大腦 →識別氣味。

窗口期過后 → 側(cè)向抑制網(wǎng)絡(luò)啟動 → 后期激活的腎小球被抑制 → 信號被屏蔽。

因此，這套機制讓動物在氣味濃度波動時仍穩(wěn)定識別氣味，還能快速區(qū)分相似氣味，揭示了嗅覺皮層前處理的關(guān)鍵編碼原則。

小編寄語：

嗅覺恒常性（無視濃度波動穩(wěn)定識別氣味）是嗅覺系統(tǒng)最基礎(chǔ)、也最神秘的能力之一。

紐約大學格羅斯曼醫(yī)學院Dmitry Rinberg、Shy Shoham團隊的這項研究，首次從神經(jīng)回路層面給出了答案：大腦不關(guān)心一個氣味有多濃，它只關(guān)心這個氣味來得有多快。通過時間濾波機制，嗅球在信號到達皮層之前，就完成了最關(guān)鍵的預(yù)處理：提取身份，過濾噪音。

這不僅讓動物能在復(fù)雜多變的環(huán)境中穩(wěn)定識別氣味，還能快速區(qū)分那些化學成分相似的氣味，堪稱神經(jīng)計算的杰作。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1038/s41593-026-02250-y

原標題：《Nat Neurosci | 鼻子如何不認錯味道？ 紐約大學揭示嗅球不受濃淡干擾辨別氣味的神經(jīng)機制》

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