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？你如何识别这种气味？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（例如橙子或玫瑰）。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（olfactory sensory neurons, OSNs）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。
由于这一精巧的设计，每类气味物质会激活一千多种嗅觉感受神经元类型的独特组合，从而引起特定的电活动模式，使你到感知特定的气味。
综上所述，大脑中气味的编码是基于独特嗅觉感受神经元类型子集的激活。当受体与特定的气味物质相互作用时，每个嗅觉感受神经元都会产生电活动，且不会与其他分子相互作用。这种电活动继而传递到大脑中处理和表征嗅觉信息的各个区域。
当我们身处特定气味中，会发生什么呢？气味由许多分子组成。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”。
尽管大脑识别气味这一神奇能力尚未被完全了解，但我们知道嗅球中的神经元会向多个脑区投射其轴突。其中一些区域负责对气味自动做出反应。当动物遇到某种气味预示存在危险时，会自动激活“逃跑！”反应。其他轴突从嗅球延展到学习发生的脑区，在那⾥，动物会学习基于遇到的气味需要做出的具体行为反应。
绝大多数人对气味的反应属于第二种类型，即学习型反应，而不是自动型反应。人们对特定气味赋予了学习后的含义，而这些个性化的含义会影响他们对气味的反应。例如，有人在第一次浪漫的约会时喝了红酒，可能会学会将那种酒的气味与爱的感觉关联在一起。之后，当再闻到红酒的味道时，就会感到“兴奋的蝴蝶”，联想到所爱的人。
这意味着每个人可能对特定气味具有独特的行为反应，取决于他们以往对该气味的经历。我们中的⼀些人，闻到玫瑰就会联想到美好的情感体验（如爱情）；而对于其他人来说，玫瑰可能与红色相关联，而红色可能与血液和恐惧相关。如果我们的大脑对同一种气味分子有不同的反应，那么当我们闻到特定气味时，我们实际上是否会感受到相同的气味呢？
假设一个从来没有见过或闻过橙子的人问起你橙子闻起来什么味道，你能用言语描述吗？很可能无法描述——橙子就是橙子的味道，你通过联想学会了认识以及辨认这种气味。当你见到一个橙子时，会同时闻到它的味道；即便在黑暗的环境中闻到它，你也能通过将气味与橙子的样子或“橙子”这一名称联系在一起，从而知道它是橙子。
从这个点上讲，嗅觉与视觉本质上是不同的。如果有⼈从来没见过橙子，问你橙子长什么样，你可以说它是圆的，橙色的，和是棒球差不多大，表面光滑等等。你能够在自己大脑中创建一个物体的内部图像，但无法真正在大脑中创建一种气味的内部图像。
如果我们不能用语言描述气味，甚至不能在大脑中建立气味的内部图像，那么当我们闻到橙子时，怎么知道你和我闻到的是同样的气味呢？答案是我们不知道！
正如之前提到的，很可能当你和我第一次闻到橙子时，我们在各自的大脑中激活了不同的神经活动模式，但是我们两人都将那种气味与同样的水果联系在一起，因为我们都看到了橙子。除了将气味与“橙子”这一物体关联在一起之外，我们是否真的拥有相似的气味感知体验？也许，我们感知到的气味可能是相较于我们在生命中所闻到的其他东西的。例如，橙子的气味更像柠檬而不是咖啡，这对我们所有人来说都是正确的。
这就意味着，个体感知气味的相似之处可能是完全相对的，仅仅是我们都认为某种特定的物体气味更像某些物体，而不是其他物体。这提示我们，我们对气味的感知不是绝对的——不像我们对红色的感知，它是基于光的不变频率。
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。
正如我们所讨论的，当大脑处理感官信息时，特定的一组神经元产生了特定的电活动模式，通过神经活动的模式在大脑中表征物质世界。这些活动的模式可以在时间（何时发生）和空间（大脑何处位置发生）上变化。可以说，整个物质世界的丰富性和多样性在某种程度上是通过大脑中特定时间和地点的特定神经元群体的放电来实现的。
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。例如，外部世界的物体，比如一个橙子，被转化为大脑中特定的电活动模式，然后大脑通过解释和赋予意义来“理解”这种电活动（世界上有一个橙子）。但大脑必须以某种形式将这种电活动模式与“这是橙子的气味；这使我感觉良好，因为它让我想起几年前参观的果园……”等含义相关联。
目前，从大脑中的电活动到我们对其的解释和意义之间的“神奇”跃迁仍然是一个未解之谜——我们尚未理解这是如何发生的。我认为，这个“神奇”的步骤是未来神经科学家应该解决的下一个大难题。也许你会成为他们其中的一员？