能嗅出癫痫,狗狗可能还是个医生吧
发布时间:2019-08-27
出品:科普中国
制作:李晟豪 (中国科学院神经科学研究所)
监制:中国科学院计算机网络信息中心

  在许多故事中,灵性的动物似乎能嗅到主人身上生病或死亡的气味。而西方医学从希波克拉底时代就提出利用气味来诊断疾病,中医更是有“望闻问切”之说(中医的“闻”包括听和嗅两部分)。 

闻臭脚可不能算(图片来源:http://dzh.mop.com/a/160523141651000725519.html 

    

  在病人的身上是否真得会围绕有一种特殊的气息呢? 

  最近的科学研究发现,动物和人类都能够闻到某些病人身上的特殊气味。利用这一发现,科学家还发明了可以利用皮脂检测帕金森病人的方法。 

    

  狗狗能嗅出癫痫发作的气味 

  法国雷恩大学(the university of Rennes)的Amélie Catala等科学家从美国的Medical Mutts公司获取了5只训练过的狗,这些受训练的狗在闻到罐子中代表疾病的气味时会停下站住不动。科学家们收集了5名不同病因癫痫患者在不同状态下呼出的气体及汗液,(包括癫痫发作时、运动时及平静时),并让实验狗去闻。5只狗都非常好地识别出了病人发病时的气味。效果惊人的好——5只狗中有3只都能100%找到癫痫病人发病时的气味,而另外两只的成绩也接近满分。这一结果最近被发表在了Nature子刊Scientific Reports上。 



狗狗会在癫痫发病时的样品上花费更多时间(图片来源:

https://www.nature.com/articles/s41598-019-40721-4 

    

  这一实验说明了,经过训练的狗狗真的能够准确识别癫痫病人发病的气味。事实上,Medical Mutts不仅训练狗狗识别癫痫病人的气味,还训练他们识别糖尿病患者、甚至一些有诸如创伤后应激障碍等心理症状的患者的气味。 

    


Medical Mutts:训练狗狗识别糖尿病、癫痫和部分精神疾病患者的气味(图片来源:https://www.medicalmutts.org/ 

    

 

 

 

  https://www.nationalgeographic.com/animals/2019/03/dogs-smell-odors-humans-produce-during-seizures/ 

    

  人类也可以嗅出疾病的味道 

  狗的嗅觉非常灵敏,不同品种的狗略有不同,平均大约为3亿个嗅细胞。人平均有500万个嗅细胞,相比于狗狗,嗅细胞少的可怜。那人有没有可能也能闻出某些疾病的气味呢?事实是,人的嗅觉相当敏感的,也确实能够闻出这种味道。 

    

  女护士嗅出丈夫身上奇怪的味道是帕金森病的气味 

  2015年,BBC报道了英国退休女护士乔伊(Joy Milne)的神奇经历。她一直嗅觉过人,能闻到别人所闻不到的气味。在几年之前,她开始觉得她的丈夫Les身上散发出一股让她很不舒服的麝香味。而当几年后莱斯(Les)被诊断出帕金森病后他们一起参加帕金森互助小组的时候,乔伊才发现竟然每位病人身上都散发着同样的奇怪气味。 

    

传奇的乔伊(图片来源:https://mp.weixin.qq.com/s/1LDhfB2xZLYWhSU_Lreyyw 

    

  英国爱丁堡大学(University of Edinburgh)的蒂洛(Tilo Kunath)教授曾对Joy的这一能力进行测试。蒂洛教授给6名帕金森患者及6名正常人发放了衣服,并在他们穿上一天后回收。乔伊通过这些衣服来判断此人是否是患者。令人吃惊的是,乔伊找出了7名患者,其中6名真的是帕金森患者。更令人吃惊的是,那名被乔伊“误诊”的正常人在几个月后也被诊断出了帕金森病——乔伊提前医院几个月诊断出了该名被试的病症! 

  不仅是帕金森病,乔伊在经过一天的训练后,就能从一个人的气味中判断此人是否患有肺结核。 

    

  乔伊不是特殊体质,科学研究证实人嗅觉很敏锐 

  伯克利大学的研究者找了32名大学生作为研究对象,测试他们的嗅觉敏感度。实验中,蒙住这些大学生的眼睛,让他们通过闻草坪上的巧克力粉的气味,走出规定的路线,其中三分之二的人能够做到。经过几天的训练,被试还能大大地提高成绩。因此,人类的嗅觉并不是我们想象的那样“弱爆了”。 

    

人类可以蒙上双眼沿着巧克力味匍匐前进(图片来源:https://www.nature.com/articles/nn1819) 

    

  气味诊断已经在实验室中成为可能 

  在女护士乔伊的启发下,英国曼彻斯特大学(the university of Manchester)的Perdita Barran等科学家们发现了帕金森的气味是存在于皮脂中的。就算科学家们没有乔伊那样神奇的鼻子,他们也可以借助实验室中更加精密的仪器来完成更加精确的诊断。 

    

科学家在实验室中诊断帕金森患者的过程(图片来源:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscentsci.8b00879 

    

  科学家们利用实验室中的气相色谱和质谱联用的方法(thermal desorption-gas chromatographymass spectrometry (TDGCMS)),将有被试皮脂的样本放在加热平台上促进气味挥发,并分离气味中的各种物质。在物质随着时间挥发的过程中,乔伊会同步闻到气味并打分。这样,科学家们就能知道物质逐步挥发分离过程中哪些时间段的气味是诊断的关键。 

    


科学家们找到了一些气味分子可以帮助诊断帕金森病(图片来源:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscentsci.8b00879 

    

  利用这一方法,科学家们建立了诊断模型,这一模型的预测敏感度达到了90%,而特异性也有67%这一方法为帕金森病的诊断提供了无比的便利,让帕金森病的早期发现与治疗成为可能。这一研究成果近期被发表在ACS Central Science杂志上。 

  随着科学家们对疾病气味的发现与理解的加深,疾病的早期诊断将变得更加便利。试想,将来的体检或许不再需要进行全套的筛查,而只需要您在体检前先吹口气或邮寄一件脏衣服(刚好省的洗啦),就能根据您的气味信息来筛查可能的潜在疾病,再按照这一信息来为您个性化地定制体检方案。这种模式将为我们节省难以估量的医疗资源——换句话说,也就是能让更多人享受到有限的医疗资源 

  当然,光靠气味来诊断疾病一定是不够精确的,血液检测、影像学检测甚至组织活检测序在疾病的精确诊断中都是必不可少的。但将气味加入到疾病检测中,一方面可以在普查中节省医疗资源,一方面可以增加检查维度,为医生诊断提供更多的依据。 

  随着科学研究的进步,我们终将对整个世界、对我们自身有更加深刻的理解,科学也将让我们的生活越来越美好。 

    

  参考链接: 

  https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscentsci.8b00879https://www.nature.com/articles/s41598-019-40721-4

  Trivedi D K, Sinclair E, Xu Y, et al. Discovery of volatile biomarkers of Parkinsons disease from sebum[J]. ACS Central Science, 2019, 5(4): 599-606. 

  Catala A, Grandgeorge M, Schaff J L, et al. Dogs demonstrate the existence of an epileptic seizure odour in humans[J]. Scientific reports, 2019, 9(1): 4103. 

  Porter J, Craven B, Khan R M, et al. Mechanisms of scent-tracking in humans[J]. Nature neuroscience, 2007, 10(1): 27. 

  https://www.bbc.com/news/uk-scotland-34583642 

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