无论是我们最喜欢的饭菜飘逸的香气，还是有毒化学物质渗出的危险烟雾，人类的嗅觉已经进化成一个复杂的系统，通过几个复杂的阶段处理气味。哺乳动物的大脑拥有数十亿个神经元，可以识别它们所接触到的气味，从令人愉悦的气味到刺鼻的气味。

另一方面，果蝇等昆虫只有 100,000 个神经元可供使用。然而，它们的生存取决于它们解读周围复杂气味混合物的含义的能力，以寻找食物、寻找潜在的伴侣和躲避捕食者。科学家们一直在思考昆虫如何能够用比哺乳动物小得多的嗅觉系统来闻气味或从气味中提取信息。

加州大学圣地亚哥分校的科学家相信他们已经找到了这个令人困惑的问题的答案。 Palka Puri，物理学博士学生与博士后学者 Shiuan-Tze Wu、副教授 Chih-Ying Su 和助理教授 Johnatan Aljadeff(均来自神经生物学系)发现了果蝇如何使用简单、有效的系统来识别气味。

“我们的工作揭示了昆虫用来响应复杂嗅觉刺激的感觉处理算法，”发表在《美国国家科学院院刊》上的论文的第一作者普里说。 “我们表明，昆虫感觉神经元的专门组织是解决这个难题的关键——实现一个促进中枢大脑计算的基本处理步骤。”

先前对果蝇气味处理系统的研究主要集中在中脑作为处理气味信号的主要枢纽。但新的研究表明，昆虫感觉能力的有效性依赖于其感觉系统外围的“预处理”阶段，该阶段为随后在中央大脑区域进行的计算准备气味信号。

苍蝇通过触角来闻气味，触角上布满了感觉毛发，可以检测周围环境的元素。每根感觉毛发通常具有两个嗅觉受体神经元(ORN)，它们被环境中的不同气味分子激活。有趣的是，同一根感觉毛发中的 ORN 通过电相互作用强烈耦合。

“这种情况类似于两根载流导线靠得很近，”普里解释道。“导线所承载的信号通过电磁相互作用而相互干扰。”