2023年，Frontiers for Young Minds期刊网站再度邀请五位诺贝尔奖得主，专门为青少年撰写关于他们的研究的科普文章。《赛先生》获授权翻译了这一系列文章。Richard Axel是2004年的诺贝尔生理学或医学奖得主之一，他对于嗅觉受体和嗅觉系统组织结构的研究做出了重要贡献。在本文，他详细介绍了我们的嗅觉是如何工作的。
我们周围的世界充满着气味（味道），有些令人愉悦、平静或令人回忆往事，而另一些则充满刺激性、让人害怕或恶心。那么，你能分辨出多少种气味呢？也许你会惊讶地发现，人类可以识别成千上万种不同的气味——这可不是一项容易的任务。那么，我们是如何做到的呢？
在本文中，我们将通过嗅觉系统闻到“出路”，探讨鼻子与大脑之间的联系，看看大脑是如何处理气味、唤起独特的反应。当你看到一束漂亮的花或经过香水店时，你通常会靠近闻一闻。你是否曾经想过所闻到的到底是什么？你可知道，当你闻花的时候，你会吸入花释放出来的分子，通过大脑中发生的电活动来建立花朵气味的内部表征。
在深入了解嗅觉的复杂性之前，让我们先了解一下嗅觉系统的工作原理。
气味是由所闻到的物体释放的分子组成的。这些气味分子，也被称为气味物质，透过空气进入鼻子。而在鼻子里，位于上后部的鼻上皮组织有着一些具有特殊分子受体的细胞。每个受体都有独特的形状，比其他受体更“喜欢”某些气味物质，并且在这些气味物质的出现时更容易被激活。这些受体存在于名为嗅觉感受神经元的神经细胞上，气味分子和嗅觉感受神经元之间的相互作用会被转化为电信号，然后传递到大脑。
当动物身处特定气味中，会发生什么呢？气味由许多分子组成。正如我们所知道的，每种气味分子都会激活一组特定的嗅觉感受神经元，它们会汇聚并激活嗅球中的特定嗅小球。闻玫瑰的气味会激活与闻巧克力所不同的一组嗅小球，因此特定的气味会在大脑中创建特定的嗅小球活动图案或“地图”。
关于感知，有一个非常重要且复杂的问题尚未得到科学的解答。这个问题适用于嗅觉和所有其他感官，因此是非常基本的——感官信息的解释是如何发生的。对于科学家来说，这意味着两件事：首先，大脑会抽象化物理现实；其次，大脑必须解释这种抽象信息并赋予其意义。