嗅覺

是一種複雜的感覺，不是單一神經系統傳導，而

是由兩個獨立的神經系統—嗅覺系統（嗅神經）和軀體感覺（三叉神經）介導的多種感覺的整合

。三叉神經系統代表除嗅覺和味覺以外的第三種化學感覺，大多數氣味能夠同時刺激分佈於鼻腔嗅區黏膜的嗅覺感受器和分佈於鼻腔黏膜的三叉神經分支—眼神經和上頜神經的末端，極少數化學刺激只刺激嗅神經或三叉神經。與嗅覺系統不同，鼻內三叉神經系統的基本功能是上呼吸道的“哨兵”，當遇到有害氣體時能夠引起三叉神經反應，從而反射性地停止吸氣而避免受到傷害。

在睡眠過程中，超過某種感覺閾值的刺激強度通常會使人醒來或引起腦電波變化。

涉及軀體感覺刺激（如觸控、疼痛或熱感覺）的研究已多次證明，顯著的感官刺激是如何透過誘導喚醒和擾亂規律的睡眠週期來擾亂睡眠的。例如，當引入連續的環境聲音刺激時，總睡眠時間，特別是慢波睡眠明顯減少，並頻繁返回清醒狀態。儘管大多數證據支援不同型別的感官刺激都會干擾睡眠的觀點，但也有一些例外。一個特別的例外是0。8Hz的有節奏的聲音刺激可以有效地增強成年人睡眠期間的慢波活動【1】。

與大多數感官刺激不同的是，另一個例外是嗅覺刺激並不會擾亂睡眠。

根據氣味的感知和轉導機制，可以將其分為兩大類：第一類是純嗅劑，其之所以被稱為純嗅劑，是因為它們只選擇性地啟用嗅上皮細胞的嗅覺受體，如硫化氫、香蘭素和苯乙醇。第二類是三叉神經氣味劑，之所以這樣稱呼，是因為這些氣味同時啟用三叉神經末端的受體和嗅覺受體。大量證據表明，在睡眠期間暴露於純嗅覺物質（相對於三叉神經嗅覺刺激而言）不會導致覺醒【2-4】。一些研究表明，輕度三叉神經氣味刺激也不會導致覺醒【2，5，6】。

Carskadon和Herz的一項研究【2】是最早解決嗅覺刺激是否會從睡眠中喚醒這個問題的研究之一，該研究強調了聽覺和嗅覺處理過程的區別。研究提供了四個不同濃度的兩種氣味，它們的三叉神經強度相當，但愉悅性相反：薄荷氣味，通常被認為是令人愉快的；而吡啶味，如果濃度過高，則令人厭惡。受試者在醒著的時候很容易察覺到這些氣味，然後在夜間再次暴露在這些氣味中，測試他們對這些氣味察覺情況。從察覺吡啶反應行為方面來看，在第一階段睡眠（入睡期）試驗中，總體反應率約為90%；但在第二階段睡眠（淺睡期）、快速眼動睡眠期和慢波睡眠期試驗中，反應率分別降至45%、33%和無反應。在相同的睡眠階段進行的實驗，暴露薄荷氣味沒有引起察覺反應，根本沒有引起清醒。相比之下，在所有睡眠階段，聽覺刺激的察覺反應率保持在75%以上。

一系列的研究證實，嗅覺刺激不會使人清醒。在一項實驗中，受試者在睡眠期間暴露在四種濃度的無氣味的三叉神經的二氧化碳或純氣味的硫化氫中，暴露於二氧化碳時，腦電圖頻率增加，提示短暫的覺醒；而硫化氫即使在高濃度下也沒有出現這樣的影響【3】。第二項研究評估嗅覺刺激後覺醒的潛伏期，發現只有三叉神經氣味的喚起頻率和潛伏期呈濃度依賴性增加【4】。另外，三叉神經和嗅覺氣味劑的組合使用增加了淺睡眠的喚醒，但對快速眼動睡眠期和慢波睡眠期沒有觀察到影響【7】。

總體來看，在更深的睡眠階段，暴露於純嗅覺和輕度三叉神經的氣味不會引起覺醒。

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【1】H。V。 Ngo， J。C。 Claussen， J。 Born， M。 Mölle： Induction of slowoscillations by rhythmic acoustic stimulation， J。 Sleep Res。 22（1）， 22–31（2013）

【2】M。A。 Carskadon， R。S。 Herz： Minimal olfactory perception during sleep： Why odor alarms will not work for humans， Sleep 27（3）， 402–405（2004）

【3】B。A。 Stuck， K。 Stieber， S。 Frey： Arousal responses to olfactory or trigeminal stimulation during sleep， Sleep 30（4）， 506–510 （2007）

【4】K。 Grupp， J。T。 Maurer， K。 Hörmann： Chemosensory induced arousals during sleep in premenopausal women， Neurosci。 Lett。 444（1）， 22–26（2008）

【5】A。 Arzi， L。 Sela， A。 Green： The influence of odorants on respiratory patterns in sleep， Chem。 Senses 35（1）， 31–40 （2010）

【6】P。 Badia， N。 Wesensten， W。 Lammers： Responsiveness to olfactory stimuli presented in sleep， Physiol。 Behav。 48（1）， 87–90 （1990）

【7】B。A。 Stuck， J。 Baja， F。 Lenz， R。M。 Herr， C。 Heiser：Costimulation with an olfactory stimulus increases arousal responses to trigeminal stimulation， Neuroscience 176， 442–446 （2011）

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