一种气味，除了让我们辨认环境，还可能影响身体怎样回应疼痛。这个看似跨越感官边界的问题，把研究者带到了嗅觉皮层与岛叶之间。2024年10月3日发表于 Cell Reports 的研究，在雄性小鼠炎症痛模型中发现，特定条件下的薰衣草精油气味暴露伴随机械与热伤害反应减弱。研究进一步追踪到前梨状皮层通向岛叶的一条联系：来自嗅觉区域的兴奋性信号，能够调动岛叶内部的抑制性细胞，让局部兴奋性群体的过强响应降下来。气味与疼痛的相遇，由此有了可以逐步追索的细胞与回路线索。

01 / 行为线索

同一种气味，作用还要看身体处在什么状态

研究从CFA诱导的炎症痛模型出发。持续暴露于选定的薰衣草精油气味条件后，小鼠机械刺激引起的缩足阈值提高，热刺激引起缩足的等待时间也延长。没有炎症的正常小鼠，在相同气味条件下没有出现同样的显著阈值变化。气味带来的影响，与动物原本的伤害敏感状态有关。

时间也带来差别：炎症较早阶段的一次气味暴露，主要改变热刺激反应，机械指标未见显著变化；较晚阶段则两类指标都出现改善。研究还发现，炎症小鼠对与选定气味相联系的空间产生偏好，而假手术组没有同样的变化。不同浓度的结果并不呈简单递增关系，更高浓度甚至伴随空间回避。

原论文图 1炎症状态、阶段与气味相关伤害反应

02 / 嗅觉响应

气味到来时，梨状皮层先有了回应

梨状皮层参与气味信息处理。研究在前部和后部梨状皮层都看到了薰衣草气味相关的细胞响应：活动相关标记c-Fos增加，其中较多细胞带有谷氨酸能标记。实时钙信号记录也显示，气味出现后，这两个区域的相关群体信号短暂升高。

这些变化让嗅觉区域进入了研究主线，但两个区域共同响应，并不意味着它们对疼痛的贡献相同。要解释气味怎样影响伤害反应，还需要继续追踪信号去向，寻找能够连接嗅觉处理与疼痛相关活动的下游节点。

原论文图 2前部与后部梨状皮层的气味相关活动

03 / 下游联系

嗅觉输入抵达岛叶，也遇见不同细胞

岛叶把身体内部状态、感觉与情绪相关信息联系起来，也是研究疼痛处理时的重要区域。解剖追踪显示，前梨状皮层能够向岛叶发送投射；反向追踪也在梨状皮层找到相应细胞，其中多数带有谷氨酸能标记。

岛叶接收这类输入的细胞包含兴奋性和抑制性群体。与此同时，前部与后部梨状皮层在岛叶标记的接收群体只部分重叠。这幅连接图让后续问题更加具体：相似的气味响应，可以沿着不同的下游组合，产生不同的功能结果。

原论文图 3梨状皮层与岛叶之间的解剖联系

04 / 局部回路

兴奋性输入，怎样带来抑制效果？

单看“兴奋性”这个名称，很容易以为输入越强，下游就会一起变得更活跃。岛叶内的连接方式，却让结果多了一层转折：前梨状皮层输入能激发岛叶兴奋性细胞，也能兴奋局部GABA能细胞；后者又可以抑制附近的兴奋性细胞。

电生理结果支持了这种局部组织：刺激来自前梨状皮层的输入时，岛叶兴奋性细胞既出现兴奋性突触反应，也出现较晚的抑制性反应。结合局部抑制细胞的记录，研究提出，嗅觉输入能够招募前馈抑制。信号进入岛叶之后的影响，取决于它接入了怎样的细胞网络。

原论文图 4兴奋性输入与岛叶局部抑制的连接

05 / 活动变化

炎症放大的响应，能够被调低

在炎症小鼠中，较轻机械刺激引起的岛叶兴奋性群体钙信号明显增强。薰衣草气味暴露后，这种增强减弱。研究随后减少岛叶局部GABA能细胞，发现气味暴露条件下，兴奋性群体对刺激的响应又变强。局部抑制因此与气味相关的活动调节建立了联系。

从嗅觉皮层的响应，到岛叶内部的兴奋与抑制，再到伤害刺激引起的群体活动，几组结果逐渐接到一起。疼痛相关反应可以被其他感觉输入影响，而这种影响能落实到具体的下游细胞关系。

原论文图 5气味暴露与岛叶兴奋性群体的钙信号

06 / 功能检验

沿着这条联系，伤害反应也发生改变

增强投射到岛叶的前梨状皮层细胞活动，炎症小鼠的机械阈值和热缩足潜伏期提高；在气味暴露期间抑制这群投射定义细胞，相关改善受到削弱。进一步激活前梨状皮层谷氨酸能细胞在岛叶的末梢，也提高了两类指标，并带来与激活相关的空间偏好。

后部梨状皮层虽然也响应气味，但相应投射的激活没有带来同样的显著阈值变化。从共同的气味响应中分出不同功能，是这项研究的一处关键推进。现有结果来自雄性小鼠炎症痛模型；这条联系在人类是否承担相同作用，以及它是否适用于其他疼痛类型，仍是后续需要回答的问题。

原论文图 6前梨状皮层至岛叶投射的功能证据