狗的嗅覺非常強大,甚至可以嗅出糖尿病、癌症和 COVID-19 陽性病例。然而,研究人員現在驚訝地發現狗大腦中氣味感知中樞連接的範圍異常寬泛。
康奈爾大學的獸醫神經影像學研究員Erica Andrews和同事使用擴散 MRI掃描繪製了家犬 (Canis familiaris) 的大腦嗅覺通路。擴散 MRI技術利用分子(例如水)流動的差異來創建複雜的組織結構圖。
該團隊構建了狗腦神經束的3D圖,並追蹤了連接嗅覺區域的大量白質,揭示了狗的嗅覺和視覺系統之間巨大的、以前未知的信息高速公路。
康奈爾大學神經影像學研究員Pip Johnson解釋說:「我們從未在任何物種中看到鼻子和枕葉之間的這種聯繫,枕葉在功能上是狗的視覺皮層。狗子嗅覺中樞的發達程度和聯絡程度,更接近我們視覺系統的性態。」
這可能是我們聰明的犬類朋友在看不見的情況下也能很好生活的原因。如盲犬仍然可以玩玩具。
「這太棒了。」沒有參與這項研究的退休軍隊獸醫Eileen Jenkin評論道。「其實以前就有很多人根據訓練有素的狗和偵查犬的行為推測出狗的嗅覺和視覺有所關聯,但沒人能夠證明這一點。」
與我們5000萬左右的嗅覺受體(最新統計)相比,狗的鼻子配備了超過 2.2億個氣味檢測細胞。
僅憑這個鼻吸器官,狗就可以形成空間意識,閱讀化學信息,感知我們的情緒,並跟蹤各種事物,包括微弱的熱源。
「這對狗來說很有意義。」Johnson說,「當我們走進一個房間時,我們主要使用視覺功能來確定門在哪裡,房間裡有誰,桌子在哪裡。而在狗身上,這項研究表明,嗅覺與視覺結合,來獲取環境信息。」
除了與視覺的聯繫外,嗅球和腦幹之間通過皮質脊髓束的聯繫也是一個意外發現。Andrews和他的同事懷疑,這些聯繫可能會讓對氣味產生更多的本能反應,而無需更高的大腦處理能力。
研究人員解剖了兩隻犬的大腦,以確認他們在成像中看到的東西。
當然,現階段我們不知道這是否意味著狗可以「看到」氣味,也就是說不知道狗狗是否是天生的聯覺生物。
Andrews和他的同事接下來的目標是繪製貓和馬的嗅覺系統。兩者都具有驚人的嗅覺能力,但馬是食草動物,因此它們使用嗅覺的方式可能非常不同。
初步數據甚至暗示貓的嗅覺腦區可能比狗更廣。
這項研究發表在《神經科學雜誌》上。