当你嚼着一片薄荷味或者柠檬味的口香糖时，清新的气味是否会让你感觉更有活力，甚至咀嚼的动作都变得更加轻快有力？这背后不仅仅是心理作用，可能还隐藏着我们大脑复杂的运作机制。科学家们一直想知道，食物诱人的气味除了勾起食欲，是否还能直接“激活”我们大脑中负责指挥身体运动的部分。咀嚼，这个看似简单的日常动作，其实是大脑接收口腔感觉信号（如气味、味道、触觉）并协调面部肌肉完成精细运动的过程，它涉及到一系列大脑皮层的协同工作。然而，过去的研究多集中于感觉或运动的单一层面，对于嗅觉输入如何动态影响大脑运动控制网络，特别是具体影响到哪些脑区，以及这种影响是否存在偏侧化（例如左脑还是右脑更活跃）等问题，尚缺乏深入的了解。
为了回答上述问题，一支研究团队在《Journal of Neurorestoratology》上发表了一项研究。他们设计了一个巧妙的实验，让健康的右利手年轻人分别咀嚼带有柠檬气味的口香糖和无气味的口香糖，同时使用一种名为功能性近红外光谱技术(fNIRS)的非侵入式脑成像设备，实时监测他们大脑皮层血流量的变化。这项研究的目标非常明确：验证食物气味是否能够特异性增强咀嚼运动时大脑运动相关区域（尤其是左半球的初级运动皮层、辅助运动区和背外侧前额叶皮层）的神经活动，并探讨其对自主神经系统的影响。
为了开展这项研究，研究人员主要运用了以下几个关键技术方法：首先，研究招募了36名健康的右利手年轻成人作为受试者队列，并采用随机交叉设计，让受试者以每分钟70次的固定节律咀嚼有味或无味口香糖。其次，核心观测技术是功能性近红外光谱技术(functional near-infrared spectroscopy, fNIRS)，它利用近红外光对血红蛋白的吸收特性，无创、高时间分辨率地监测大脑皮层在咀嚼任务中的血氧动力学变化，重点关注了覆盖初级运动皮层(M1)、辅助运动区(SMA)、背外侧前额叶皮层(DLPFC)和初级躯体感觉皮层(S1)的55个通道。最后，研究结合了表面肌电图(EMG)记录双侧咬肌活动，以及心电图(ECG)分析心率变异性(HRV)来评估自主神经系统活动，并使用视觉模拟量表(VAS)进行主观感觉评价。数据分析主要采用双因素方差分析(ANOVA)和配对t检验。
感官评价 ：参与者的主观评分显示，柠檬气味口香糖在味道、气味和整体适口性上的评分均显著高于无味口香糖，证明参与者能有效区分两种刺激。
口香糖咀嚼期间大脑神经活动的比较 ：对氧合血红蛋白(oxy-Hb)曲线下面积(AUC)的分析表明，从咀嚼开始后30秒到180秒期间，咀嚼有味口香糖时的大脑皮层oxy-Hb水平显著高于咀嚼无味口香糖时，其中90秒和120秒时的差异最为明显无味口香糖的激活区域，差异出现在咀嚼开始后30至180秒。">。增加的激活主要集中在大脑左半球，特别是在初级运动皮层、辅助运动区、背外侧前额叶皮层和初级躯体感觉皮层。进一步的区域兴趣点(ROI)分析显示，在90-120秒期间，有味口香糖咀嚼在左半球辅助运动区和背外侧前额叶皮层引起了显著更高的激活。
咬肌活动、心率和自主神经系统活动 ：在整个5分钟的咀嚼任务中，两种口香糖之间的咬肌整体活动、心率和反映副交感活性的心率变异性高频成分(HF)均未显示出总体显著性差异。然而，时间分析揭示了特定时段的变化：在咀嚼开始后60-90秒和240-270秒，有味口香糖组的咬肌活动AUC值更高；在0-60秒，有心率瞬时升高；而在30-60秒和90-120秒，无味口香糖组的副交感（HF成分）活动更高。这表明气味可能短暂地增强了运动输出并调制了自主神经平衡。
结论与讨论 ：本研究得出的核心结论是，食物气味（本研究中为柠檬气味）能够在咀嚼过程中特异性增强大脑左半球运动相关皮层（包括初级运动皮层、辅助运动区和背外侧前额叶皮层）的神经活动。这种增强作用在咀嚼开始后约90-120秒达到峰值。背外侧前额叶皮层的激活尤其表明，愉悦的气味可能通过增强认知处理、动机和运动规划来影响咀嚼运动。同时，初级躯体感觉皮层也表现出一定程度的激活增强，但幅度小于运动相关皮层，提示气味主要影响的是高级运动控制通路，而非直接的初级感觉处理。研究还观察到，气味刺激伴随有副交感神经活动的瞬时抑制（表现为HF成分降低），这反映了嗅觉输入对自主神经系统的调制作用。
这项研究的意义在于，它利用适合自然状态下测量的fNIRS技术，首次清晰地揭示了嗅觉刺激对咀嚼运动期间大脑皮层活动具有特异性的增强效应，并且这种效应表现出左半球优势，这可能与所有参与者均为右利手有关。它证明了咀嚼并非一个单纯的机械过程，而是由多感觉输入（特别是嗅觉）精细调节的脑-行为互动。从更广阔的视角看，该发现为理解感觉-运动整合提供了新的证据，并具有潜在的临床应用价值。例如，它提示利用愉悦的气味刺激可能作为一种非药物的辅助手段，用于增强特定脑区的活动，从而在神经康复（如卒中后运动功能恢复）、认知训练或针对老年人群的干预中发挥作用。当然，研究也存在局限，例如fNIRS技术无法探测到处理气味的更深层脑区（如梨状皮层），样本仅限于右利手年轻人等，这些都为未来的研究指明了方向。
打赏
