第二章仿生嗅觉原理动物的嗅觉是凭借鼻腔嗅出不同的气味，并做出相应的生理反应。人体对气体的嗅感来自鼻腔内的嗅觉受体细胞(Olfactoryreceptors，ORS)，每个嗅觉受体可以探测到数量有限的气体物质。嗅觉受体细胞位于鼻腔内壁嗅觉上皮，虽然嗅觉上皮内只含有限数量的嗅觉受体细胞，但它却能辨别出数以千计以上的不同气味。仿生嗅觉是利用气敏传感器模拟人体嗅觉受体细胞，组成一定规模的传感器阵列对不同的气体进行感知每一个气敏传感器具有一定的交叉灵敏度，能检测到一定数量的不同气体，并将所检测的信息交给计算机处理和识别。2.1仿生嗅觉的生理学基础一、人体嗅觉生理结构1、人体嗅觉系统生理结构2.1仿生嗅觉的生理学基础一、人体嗅觉生理结构1、人体嗅觉系统生理结构（1）嗅上皮（olfactoryepithelium）●感知气味的皮质组织，也称为初级神经元，其生理结构如图所示。2.1仿生嗅觉的生理学基础一、人体嗅觉生理结构（1）嗅上皮（olfactoryepithelium）由三种细胞组成：（I)双极性嗅觉神经元（也称为受体细胞），一端是树枝状的纤毛，伸入到上皮组织上的一层10-100微米厚的粘液层中以捕获气味分子，另一端是轴突，连接嗅觉球；（II）支撑细胞（也称为支柱细胞，是一种神经胶质细胞），其面向粘液层的一端充满了微小的绒毛；2.1仿生嗅觉的生理学基础一、人体嗅觉生理结构（1）嗅上皮（olfactoryepithelium）（III）基础细胞(如干细胞)，能够生成新的嗅觉受体细胞。受体细胞是嗅觉上皮组织中最重要的细胞，它直接感受气味分子，是嗅觉系统接受和处理气味信息的第一阶段。2.1仿生嗅觉的生理学基础一、人体嗅觉生理结构（1）嗅上皮（olfactoryepithelium）嗅觉上皮组织是鼻腔中的一个很薄的组织，在老鼠和狗中，它的颜色为淡黄色，很容易被辨别。人体的嗅觉上皮组织是略带桃色的色彩，同鼻腔的呼吸上皮细胞混和在一起，所以难以看到这两个小片组织（大约2平方英寸或者6.5平方厘米）2.1仿生嗅觉的生理学基础一、人体嗅觉生理结构（2）嗅觉球嗅觉球是人体嗅觉系统第二组成部分嗅上皮组织的嗅觉神经元（嗅觉受体细胞）的轴突聚集在一起，并且通过在筛骨（ethmoidbone）中的小孔到达嗅觉球。2.1仿生嗅觉的生理学基础一、人体嗅觉生理结构（2）嗅觉球（I)二级嗅觉神经元嗅觉球内部有大量复杂的球状神经原形质（称为嗅小球，glomeruli）形成二级嗅觉神经元2.1仿生嗅觉的生理学基础一、人体嗅觉生理结构（2）嗅觉球（II）轴突和僧帽细胞在二级嗅觉神经元中，嗅觉神经纤维链接双极细胞的轴突，嗅小球的神经纤维网链接嗅觉感受神经元的轴突和僧帽细胞的突触。表达同一类气体的嗅觉感受神经元的信号聚合在嗅觉球内相应的一个嗅小球上。2.1仿生嗅觉的生理学基础一、人体嗅觉生理结构（2）嗅觉球（III）研究表明（A)嗅上皮所有嗅觉感受神经元轴突分别聚集到数个嗅小球上，而每个嗅小球只接受某一种类型的嗅觉受体的输入。2.1仿生嗅觉的生理学基础一、人体嗅觉生理结构（2）嗅觉球（III）研究表明（B)嗅觉球中的局部神经元回路（内、外侧神经丝状层）对经过嗅小球筛选抑制（lateralinhibition）后的气体嗅觉信号进行第一级处理2.1仿生嗅觉的生理学基础一、人体嗅觉生理结构（2）嗅觉球（III）研究表明（C)僧帽细胞的分子接纳的信号范围就比嗅觉感受神经元感受的信号要少得多。因为单个嗅觉感受神经元（受体细胞）能够对多种气体作出响应，其输出的部分信号被嗅小球抑制过滤。2.1仿生嗅觉的生理学基础一、人体嗅觉生理结构（3）大脑皮质嗅觉球的信息由嗅觉管道传送到嗅前核、嗅结节、前梨状皮质和扁桃体，最后传到处理嗅觉信号的大脑中央。大脑皮质是人体嗅觉系统第三组成部分2.1仿生嗅觉的生理学基础一、人体嗅觉生理结构大脑皮质2.1仿生嗅觉的生理学基础二、嗅觉的形成过程▲嗅觉是嗅觉系统对某种气体或挥发性物质分子产生的一种生理反应▲嗅觉受体细胞气味物质作用后产生相应信号，经嗅觉球处理后再通过嗅觉管道传送给大脑皮层，由大脑对嗅觉信号进行分析和判断2.1仿生嗅觉的生理学基础二、嗅觉的形成过程▲某一种嗅觉神经元（受体细胞）只对某些气体很敏感而不是对所有气体都敏感。▲大多数气...
