嗅探疾病：将会看病全靠闻？

的便秘液取样，成为 “哮喘临床旅 ”。应用于显微镜样品哮喘的结果其实很不有利于，准确率在20%到80%间浮动，而通过啮齿类生物体鼻子的希望，尝试检不止的准确率可增强高达44%。5

- Kirk! Wallace -

然而，应用于生物体透过临床的作法也长期存在一些不足。首先，生物体必须接受操练，而操练大量年限不长的生物体既价格昂贵、耗时，又不一定理论上。此外，每当你想让它们见不止另一种营养不良的臭味时，你就必须再次后头操练所有的生物体。洪格林说是：“生物体在基本上临床之前的应用并不有限。”

因此自然科学科学研究们开始理性应用于计算机自然科学静电鼻代替生物体的可行性。开发计算机自然科学静电鼻相比较操练生物体来得经济，它们的应用于年限来得长，并且可以装配标准软件，定期透过全平台升级。这正是巴尔列夫对深鼻的早先——一个集捕捉臭味的“鼻子”和解释臭味的“神经元”为一体的计算机自然科学静电鼻。当然，这并不是一件容不免的事情。深鼻必需以人体内的神经元机制为模型，但自然科学科学研究们目前还没有弄清楚人体内如何区分相异臭味。

在生物体学上，听觉行为比我们的视觉能力来得复杂，且我们对此了解来得少。辨别臭味是一个巧妙而又错综复杂的反复，在这个反复之前，药理学、生物体学和物理学必须像独奏四重奏一样，定时协同地发挥与此相反——无论你是在享受雏菊的芬香，还是捏着鼻子路过一堆一只猫脏。

在你的鼻腔内，数以百万计的听觉皮质好几次着下一个臭味底物的光临。这些皮质具有称为纤毛的相对来说指状突起，它们倾倒在覆盖鼻腔上皮细胞表层的腺体之前。皮质的另一端被称为轴突，它们经过颅骨内特殊通道一直侧边延展到神经元，通向因形似洋葱而得名的嗅球。臭味底物进入鼻腔后与纤毛为基础，皮质将这一接收者传递到嗅球，嗅球对其透过解读，从而归因于了听觉。它还才会将这些讯号进一步传递至神经元的听觉脑干，其神经元机制将才会决定臭味的质量和沸点。

“看”到听觉：这张图片显示了一只啮齿生物体在难见戊酸碘甲烷时的神经元文艺活动。这种多糖液体散发不止一种果香，类似于以化妆品。神经元皮质内含有萤光细胞内，被臭味诱导时就才会相反颜色，深红色也就是说来得强的皮质文艺活动。

该图由哈佛大学神经元自然科学科学研究所洪格林实验室的之前山博史（音，Hirofumi Nakayama）博士发放。

一些底物只与某些特定的肽为基础。正是由于这些特定重新组合，我们才能辨认出雏菊玫瑰花或一只猫脏的臭味。但这种似乎有趣的打气机制仍然深渊重重。一些自然科学科学研究支持“立体为基础概念”，该概念视为，相异臭味底物的特定肽，其立体结构都有。其他人则支持 “震荡概念”，确信听觉肽人造卫星底物的震荡频率，并将其“译文”为臭味。巴尔列夫说是：“立体为基础概念视为，听觉肽以外特定形状的为基础口袋，一些臭味底物能与之为基础，而其他底物可能会在腺体之前独自追寻契合自身的肽。”

且不论哪种概念才是对的，深鼻的制造者目前面临着巨大的下一场。“鼻子”均必需药理学感应器，来模仿皮质的为基础与此相反。这些感应器将与热气之前的臭味底物强子——不管是通过为基础还是其他作法——人造卫星它们的长期存在。随后，感应器将把电讯号发送给深鼻的“神经元”，计算机自然科学网路才会辨别不止人造卫星到的底物。巴尔列夫早先感受器能像多层网路一样运作，就像生物体神经元内皮质对各种臭味底物有相异中间体一样，以此来辨别臭味底物内相异的组成均和药理学配体。

巧合的是，科学研究技术人员可以碰到这种皮质文艺活动在各部位神经元之前是如何牵涉到的。单单让我们可以碰到神经元外部，观察哪些听觉肽对哪些臭味归因于中间体而被诱导。由于这必需透过脑部切除和突变改造，毒物自然不太现实，而啮齿类生物体、果蝇这时就帮了大忙。这便是洪格林实验室悄悄透过的建设项目。他们让转突变鼠的听觉皮质带有静电显微镜细胞内，当果蝇对某种臭味作不止中间体时，静电显微镜细胞内就才会发光。倚靠植入静电显微镜细胞内，他们可以穿过啮齿类生物体头骨观察到这一反复。洪格林解释说是：“我们对果蝇透过突变解码，使它们神经元的嗅球在不止生时就带有静电显微镜细胞内，这样就可以碰到听觉皮质是如何文艺活动。例如，雏菊香味才会激发27、72和112号肽，而一只猫脏才会激发另一种肽重新组合。但谁究竟呢? 我们也可能会才会辨认出，雏菊诱导的听觉肽基本上上和脏便一模一样！”

当果蝇难见雏菊、大便、咖啡或是被淋湿的史努比等各种臭味时，相异的听觉肽才会对此归因于中间体而被诱导。自然科学科学研究们可以通过系统地收集这些皮质诱导模式来积累相异的肽重新组合代码。类似地，果蝇嗅球内的静电显微镜细胞内当皮质对特定的臭味底物归因于中间体时，这些特定重新组合就才会诱导，比如生物体在身体健康或营养不良有利于状态下归因于的相异葡萄糖物。

巴尔列夫视为，营养不良可能会才会像果汁一样通过混合多种不免自燃性底物而表现不止来，因此啮齿生物体的能力将特别有希望。它们听觉肽的数量是我们的三倍，能难见来得多的混合物，可以希望操练深鼻难见从人们脖子散发但自己无法获知的各种臭味。类似于大果蝇通过操练可以样品我们的哮喘，它们也可以被操练见不止我们的肿瘤，然后科学研究技术人员便很难绘制不止它们神经元之前对相异乳癌臭味归因于中间体的相符皮质。巴尔列夫说是：“一旦我们收集了接收者，说明了鼠脑之前哪些皮质才会被何种臭味诱导，我们就可以能用这些接收者去操练深鼻。这对绘制‘听觉图谱’（olfactome）来说是至关重要。”

自然科学仍然还要几十年才能实现静电听觉临床。然而巴尔列夫预计，有了皮质能对特定臭味发光的小型啮齿生物体军团，或许在10年内就可以应用以营养不良样品，因为观察它们多彩的皮质中间体所需的技术不太可能会不止现。但模仿皮质与臭味底物为基础所需的技术，也就是样品生物体葡萄糖物的药理学感应器，仍然不足之处发明。只要已完成了这一点，建立一个静电鼻来嗅探身体健康问题将变得并不容不免。巴尔列夫说是：“或许推论并未让我们学才会（用听觉）临床营养不良，却使得我们有能力设计不止程序来好好到这一点 。”

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参考文献

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2. Junqueira, H., et al. Accuracy of canine scent detection of lung cancer in blood serum. Federation of American Societies for Experimental Biology 33, 635.10 (2019).

3. Sonoda, H., et al. Colorectal cancer screening with odour material by canine scent detection. Gut 60, 814-819 (2011).

4. Horvath, G., Andersson, H., Wild Nemes, S. Cancer odor in the blood of ovarian cancer patients: A retrospective study of detection by dogs during treatment, 3 and 6 months afterward. BMC Cancer 13, 396 (2013).

5. Mgode, G.F., et al. Diagnosis of tuberculosis by trained African giant pouched rats and confounding impact of pathogens and microflora of the respiratory tract. Journal of Clinical Microbiology 50, 274-280 (2011).

本文来自微信社才会所号“神经元现实”（ID：neureality），译者：Lina Zeldovich，封套：Morgan Schweitzer，译者：Zetian，校对：玛雅蓝，编辑：Nevaeh，手写：呦呦呦尤，36氪经授权发布。

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