嗅觉每天塑造着我们体验世界的方式，帮助我们检测危险、丰富风味、触发记忆——然而，尽管它如此重要，科学家们却一直蒙着眼睛摸索，直到现在。
在一项使用小鼠的新研究中，哈佛医学院神经生物学教授Sandeep (Robert) Datta及其同事绘制了首张详细地图，展示了鼻子内超过一千种嗅觉受体的排列方式。剧透：它们并非像五彩纸屑那样随意散落。
“嗅觉超级神秘，”Datta承认，这算是委婉地说它是感官中的怪咖——视觉、听觉和触觉都有整齐的地图，而嗅觉却一直躲在角落里生闷气。研究人员发现，携带这些受体的神经元形成水平带状或条纹，从鼻子顶部延伸到底部，按受体类型分组。“我们的结果为这个先前被认为缺乏秩序的系统带来了秩序，”Datta说。
团队分析了来自300多只小鼠的大约550万个神经元，结合单细胞测序和空间转录组学，精确定位每个神经元的位置。“这可以说是迄今为止测序最多的神经组织，”Datta指出，证明小鼠的细胞GPS比大多数人类还要好。该地图还与大脑嗅球中的相应地图对齐，为气味信息如何从鼻子传到神经回路提供了新见解。
小鼠约有2000万个嗅觉神经元，每个表达超过一千种受体类型中的一种——相比之下，人类色觉仅靠三种主要受体类型就应付了。换句话说，嗅觉是个学霸。研究人员发现视黄酸（一种调节基因活性的分子）是引导这种精确排列的关键因素。视黄酸的梯度帮助每个神经元根据其位置激活正确的受体；当水平改变时，整个受体地图会向上或向下移动。“我们展示了发育能够实现将一千种不同嗅觉受体组织成极其精确地图的壮举，”Datta说。
由哈佛大学Catherine Dulac领导的另一项研究发表在同期《细胞》杂志上，得出了一致的结果——因为科学喜欢良好的相互印证。
除了满足基本好奇心，这一发现可能有助于治疗嗅觉丧失，目前这种病症缺乏有效疗法，尽管它影响安全、营养和心理健康。“不了解这张地图，我们注定无法开发新疗法，”Datta警告。团队现在正致力于理解受体条纹为何以特定顺序出现，以及人类是否存在相同组织，这可能指导干细胞疗法或脑机接口来恢复嗅觉。
所以下次你闻玫瑰并感到一阵怀旧时，请记住：你的鼻子里正举行着一场高度组织的条纹派对，而科学终于拿到了宾客名单。