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人嗅性誘發(fā)電位
發(fā)布時(shí)間： 2003-11-19 作者：陳興明 徐春曉 倪道鳳
[關(guān)鍵詞] 嗅覺(jué)系統(tǒng)
嗅性誘發(fā)電位（olfactory evoked potentials, OEP）作為一項(xiàng)客觀(guān)而靈敏的
電生理指標(biāo)，對(duì)于嗅覺(jué)系統(tǒng)及其相關(guān)疾病的診斷具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值�，F(xiàn)從嗅
覺(jué)的解剖、生理，嗅性誘發(fā)電位的波形、影響因素及其臨床應(yīng)用等方面加以闡述。
定義和研究歷史
嗅性誘發(fā)電位系由氣味劑（odrants）或電脈沖刺激嗅粘膜，應(yīng)用計(jì)算機(jī)疊加
技術(shù)，按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)10/20法在頭皮特定部位記錄到的特異性腦電位。由氣味劑刺激
誘發(fā)者亦稱(chēng)嗅性相關(guān)電位（olfactory event-related potentials, OERP）。
嗅覺(jué)是最原始的感覺(jué)功能之一，起著識(shí)別、報(bào)警、增進(jìn)食欲、影響情緒等作用
，對(duì)于一些從事特殊職業(yè)者，如香精師、美食家、偵察員、化學(xué)師、醫(yī)師、公安消
防人員等，靈敏的嗅覺(jué)更是必不可少。
長(zhǎng)期以來(lái)，對(duì)于嗅覺(jué)能力的檢測(cè)或嗅覺(jué)疾病的診斷，主要依賴(lài)患者的主訴和一
些主觀(guān)的檢查方法，如常用的標(biāo)準(zhǔn)微膠囊嗅功能檢查法（University of Pennsyl
vania Smell Identification Test, UPSIT）、T&T嗅覺(jué)計(jì)和靜脈性嗅覺(jué)試驗(yàn)等，
它們的主觀(guān)隨意性大，結(jié)果不夠可靠。因此，人們一直致力于尋找一種客觀(guān)的嗅覺(jué)
檢查方法。
本世紀(jì)五十年代，人們以電刺激動(dòng)物嗅粘膜，在頭皮特定部位記錄到穩(wěn)定的特
異性腦電位變化，稱(chēng)之為嗅性誘發(fā)電位。1966年Finkenzeller等［1］用氣味劑刺
激人類(lèi)嗅粘膜，同樣在頭皮特定部位記錄到了嗅性誘發(fā)電位，亦即嗅性相關(guān)電位。
但在當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件下，不能排除三叉神經(jīng)受刺激誘發(fā)的電位的影響。1978年Kob
al等［2］研制了一種嗅覺(jué)刺激裝置，其在刺激嗅區(qū)粘膜的同時(shí)不會(huì)引起呼吸區(qū)粘
膜的溫度和體感變化。后來(lái)，人們又發(fā)現(xiàn)了僅能興奮嗅覺(jué)系統(tǒng)而不興奮三叉神經(jīng)系
統(tǒng)的化學(xué)物質(zhì)，如香草醛（3-甲氧基-4-羥基甲醛）、硫化氫等［3］。從此，嗅性
誘發(fā)電位的研究得到了較快的發(fā)展。與電刺激相比較，應(yīng)用化學(xué)刺激更接近嗅覺(jué)生
理，近年來(lái)的研究也主要集中于OERP。
嗅覺(jué)系統(tǒng)的解剖通路
嗅覺(jué)系統(tǒng)主要由嗅上皮、嗅球和嗅皮層三部分組成［4］。
每側(cè)鼻腔嗅區(qū)粘膜總面積約1～5 cm2，由假?gòu)?fù)層柱狀上皮構(gòu)成。嗅上皮內(nèi)主要
含嗅覺(jué)感受細(xì)胞（olfactory receptor cells）、支持細(xì)胞和基底細(xì)胞。嗅覺(jué)感受
細(xì)胞為雙極神經(jīng)元，周?chē)簧煜蛘衬け砻妫┒诵纬蓭Юw毛（10～30根）的嗅泡；
中樞突無(wú)髓鞘，融合成嗅絲后穿過(guò)篩板止于嗅球。支持細(xì)胞規(guī)則排列于粘膜淺表嗅
感覺(jué)細(xì)胞的樹(shù)突間，起著支持作用，而不直接參與嗅覺(jué)處理�；准�(xì)胞位于粘膜最
底層，能分化為嗅覺(jué)感受細(xì)胞和支持細(xì)胞。
嗅球位于前顱窩底，是嗅覺(jué)通路的第一中轉(zhuǎn)站。嗅球呈層狀結(jié)構(gòu)，由外向內(nèi)依
次為嗅神經(jīng)層（olfactory nerve layer）、突觸球?qū)樱╣lomerular layer）、外
叢狀層（external plexiform layer）、僧帽細(xì)胞層（mitral cell layer）、顆
粒細(xì)胞層（granule cell layer）和前嗅核層（anterior olfactory nucleus la
yer），其中顆粒細(xì)胞層亦稱(chēng)內(nèi)叢狀層（internal plexiform layer）。分布于其
間的神經(jīng)元有僧帽細(xì)胞（mitral cells）、叢狀細(xì)胞（tufted cells）、球周細(xì)胞
（periglomerular cells）、顆粒細(xì)胞（granule cells）和短軸突細(xì)胞（short
axon cells）等。僧帽細(xì)胞的胞體直徑15～30 μm，頂樹(shù)突垂直穿過(guò)外叢狀層，與
突觸球形成樹(shù)形復(fù)合體，二級(jí)樹(shù)突分深、淺二類(lèi)，平行分布于外叢狀層。叢狀細(xì)胞
根據(jù)其位置分內(nèi)叢狀細(xì)胞、中叢狀細(xì)胞和外叢狀細(xì)胞，樹(shù)突分布于突觸球?qū)樱瑑?nèi)、
外叢狀細(xì)胞和僧帽細(xì)胞的軸突一起參與嗅束的構(gòu)成，而中叢狀細(xì)胞的軸突則分叉后
分布于顆粒細(xì)胞層。球周細(xì)胞位于突觸球周?chē)�，軸突參與球周局部神經(jīng)元回路的形
成。顆粒細(xì)胞無(wú)軸突，有大量樹(shù)突嵴。淺層顆粒細(xì)胞的樹(shù)突在外叢狀層淺部與叢狀
細(xì)胞的二級(jí)樹(shù)突形成突觸回路，深層顆粒細(xì)胞則在外叢狀層深部與僧帽細(xì)胞的二級(jí)
樹(shù)突形成局部突觸回路。由此可見(jiàn)，嗅覺(jué)系統(tǒng)內(nèi)存在兩種平行的嗅覺(jué)信號(hào)處理機(jī)制
的觀(guān)點(diǎn)是有一定道理的。另外，在各突觸球、兩側(cè)嗅球、嗅中樞神經(jīng)元之間均有著
廣泛的神經(jīng)聯(lián)系，起著相互影響和反饋的作用。嗅束主要由僧帽細(xì)胞、叢狀細(xì)胞的
軸突纖維及嗅皮質(zhì)投射到嗅球顆粒細(xì)胞的纖維構(gòu)成，還包括一些對(duì)側(cè)嗅球與前嗅核
的傳出纖維，為嗅信息的傳入與抑制性的傳出通路。
對(duì)于深層嗅中樞的解剖結(jié)構(gòu)，目前尚無(wú)定論。大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為［5］：嗅束接
近前穿質(zhì)處形成嗅三角，其底部?jī)蓚?cè)發(fā)出兩條灰質(zhì)帶：即外側(cè)嗅回和內(nèi)側(cè)嗅回。前
者移行于梨狀葉，其內(nèi)側(cè)緣的纖維束（外側(cè)嗅紋）至島回，終止于杏仁核周區(qū)；后
者移行于大腦半球內(nèi)側(cè)面隔區(qū)，通過(guò)內(nèi)側(cè)嗅紋中的纖維束連接終板旁回、胼胝體下
回和前海馬殘?bào)w，部分內(nèi)側(cè)嗅紋經(jīng)前連合與對(duì)側(cè)嗅球聯(lián)系。嗅皮質(zhì)為嗅高級(jí)中樞，
分為初級(jí)嗅皮質(zhì)和次級(jí)嗅皮質(zhì)。前者包括前梨狀區(qū)和杏仁周區(qū)，直接接受來(lái)自嗅球
和前嗅核的纖維；后者指內(nèi)嗅區(qū)，接受來(lái)自初級(jí)嗅皮質(zhì)的纖維，而不直接接受嗅球
或嗅束來(lái)的纖維，發(fā)出纖維主要投射到海馬。嗅覺(jué)的較高級(jí)中樞受兩側(cè)皮質(zhì)支配。
嗅覺(jué)生理
氣味分子經(jīng)高而窄的鼻通道到達(dá)嗅區(qū)后，必須通過(guò)親水的粘液層才能與嗅覺(jué)感
受細(xì)胞發(fā)生作用。鼻粘膜內(nèi)的可溶性氣味結(jié)合蛋白（odrant binding proteins）
有粘合和運(yùn)輸氣味分子、增加氣味分子的溶解度的作用，促進(jìn)氣味分子接近嗅覺(jué)感
受器，并使嗅細(xì)胞周?chē)臍馕斗肿訚舛缺韧庵芸諝庵械臐舛忍岣邤?shù)千倍。嗅粘膜內(nèi)
還具有高濃度的藥物代謝酶，其中包括細(xì)胞色素P-450，谷胱苷肽及尿苷二磷酸轉(zhuǎn)
移酶，這些酶具有將氣味物質(zhì)轉(zhuǎn)化為代謝產(chǎn)物的能力。氣味分子一旦溶解于粘膜，
嗅覺(jué)轉(zhuǎn)導(dǎo)即刻啟動(dòng)。目前認(rèn)為嗅覺(jué)轉(zhuǎn)導(dǎo)是通過(guò)嗅上皮的特異性G蛋白激活細(xì)胞內(nèi)第
二信使系統(tǒng)環(huán)磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate, cAMP）和/或三磷酸
肌醇（inositol 1, 4, 5-triphosphate, IP3），直接影響纖毛中的離子通道，使
感覺(jué)神經(jīng)元去極化［5,6 ］。嗅覺(jué)感受器及中樞神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)各種各樣的氣味刺激如
何編碼與識(shí)別，目前還不清楚。有人認(rèn)為嗅上皮可被分為一系列特定表達(dá)區(qū)域，這
或許是將嗅信息傳遞到大腦嗅球的初期粗略的特異性基因定位。嗅覺(jué)的信息處理部
位主要位于嗅球內(nèi)，并于該處進(jìn)一步將初級(jí)嗅信息提純。另外，有人發(fā)現(xiàn)人類(lèi)兩側(cè)
大腦的嗅覺(jué)能力不一樣，多數(shù)認(rèn)為右側(cè)為優(yōu)勢(shì)側(cè)，因?yàn)橛^(guān)察到在左側(cè)中樞、周邊及
后腦切除的患者仍保持嗅覺(jué)識(shí)別能力［7］，而右側(cè)頂、額、顳葉損害的患者出現(xiàn)
單側(cè)氣味識(shí)別障礙［8］。嗅覺(jué)具有明顯的適應(yīng)現(xiàn)象，有人認(rèn)為這是細(xì)胞內(nèi)Ca2+/鈣
調(diào)蛋白通過(guò)對(duì)核苷酸閘門(mén)性嗅覺(jué)通道的負(fù)反饋?zhàn)饔茫{(diào)節(jié)其對(duì)cAMP的親合力的結(jié)果
。
嗅覺(jué)障礙及其檢查方法
據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，有200多種疾病和40多種藥物可引起嗅覺(jué)障礙，包括先天性感受
器神經(jīng)元發(fā)育不良及后天性的外傷、腫瘤、感染、血管病變、內(nèi)分泌和神經(jīng)系統(tǒng)疾
病、職業(yè)暴露以及維生素和微量元素缺乏等諸多疾患。而在臨床以鼻部疾患、上呼
吸道病毒感染和頭部外傷為最常見(jiàn)。嗅覺(jué)障礙的分類(lèi)方法很多，按其表現(xiàn)形式可分
為：嗅覺(jué)缺失、嗅覺(jué)減退、嗅覺(jué)過(guò)敏、嗅覺(jué)倒錯(cuò)和幻嗅。按發(fā)病部位又可分為：呼
吸性嗅覺(jué)障礙、感受性嗅覺(jué)障礙、顱內(nèi)神經(jīng)性嗅覺(jué)障礙和精神性嗅覺(jué)障礙。嗅覺(jué)障
礙的檢查方法主要為主觀(guān)嗅覺(jué)功能檢查法和客觀(guān)嗅覺(jué)功能檢查法兩大類(lèi)。前者主要
有標(biāo)準(zhǔn)微膠囊嗅功能檢查法、T&T嗅覺(jué)計(jì)和靜脈性嗅覺(jué)試驗(yàn)。后者主要有嗅性誘發(fā)
電位、嗅電圖（electro-olfactogram, EOG）和伴發(fā)負(fù)電改變（contingent nega
tive variation）等［5］。主觀(guān)法測(cè)試方法簡(jiǎn)便，但結(jié)果誤差大�？陀^(guān)法技術(shù)要
求較高，但結(jié)果客觀(guān)、準(zhǔn)確且靈敏。另外，影象學(xué)檢查及嗅粘膜活組織檢查等方法
對(duì)嗅覺(jué)障礙的診斷也有重要意義。
OERP的測(cè)試
受檢者鎮(zhèn)靜、放松，經(jīng)口呼吸，盡量減少轉(zhuǎn)頭、動(dòng)眼、吞咽等動(dòng)作。一定濃度
和濕度的氣味劑以恒溫恒流速平穩(wěn)地流向鼻腔嗅區(qū)，反復(fù)、間斷作用數(shù)十次，按國(guó)
際標(biāo)準(zhǔn)10/20法在頭皮Fz、Cz、Pz、C3、C4等處分別記錄到腦電位后，再依次經(jīng)放
大和濾波，得到穩(wěn)定的OERP波形。參考電極置于A1、A2，地極連于左乳突或前額部
。實(shí)驗(yàn)一般要求氣味劑溫度約36.5 ℃，流速5～9 l/min。刺激持續(xù)40～200 ms，
間隔30～150 s，分析時(shí)間為2～4 s。記錄電極的電阻小于5 KΩ，帶通濾波為0.1
～100 Hz［9］。整個(gè)操作在屏蔽室內(nèi)進(jìn)行，用50～65 dB SPL的白噪聲掩蓋操作時(shí)
發(fā)生的異響。由眨眼等動(dòng)作引起的電位必須排除在外。一般以Pz處記錄到的波形為
最佳。Kobal等［9］還要求受檢者通過(guò)計(jì)算機(jī)執(zhí)行“跟蹤任務(wù)（tracking task）
”，以使其集中注意力。
一、OERP各波的命名
OERP各波根據(jù)其正負(fù)極性和出現(xiàn)順序分別命名為P1、N1、P2、N2［10］，有時(shí)
還可記錄到第三個(gè)正向波P3。
二、OERP各波的產(chǎn)生源
由于嗅覺(jué)系統(tǒng)的解剖、生理較為復(fù)雜，尤其對(duì)深層嗅覺(jué)中樞的具體定位尚無(wú)定
論，OERP各波的具體來(lái)源目前尚不清楚。有學(xué)者認(rèn)為N1和P2主要與外源性嗅感覺(jué)有
關(guān)，而P3則主要反映內(nèi)源性嗅覺(jué)處理［11］。
三、OERP的影響因素
各波的振幅和潛伏期與受檢者的年齡、性別及氣味劑的種類(lèi)、濃度等有關(guān)。
1．與受檢者年齡的關(guān)系：Hummel等［12］、Evans等、Murphy等、Morgan等［
13］的研究表明，各波的振幅隨年齡增加而減小。不過(guò)也有例外，對(duì)女性而言，老
年組的振幅明顯大于中年和青年，中年組的振幅最小。對(duì)于潛伏期，其意見(jiàn)并不統(tǒng)
一。Hummel等［12］和Morgan等［13］認(rèn)為各波的潛伏期隨年齡增加而增大，Eva
ns等研究發(fā)現(xiàn)P2、N2的潛伏期隨年齡增加而增加，且前者的變化具有顯著性，成年
人大致每增加1歲潛伏期平均增加2.5 ms。而P1、N1的潛伏期未見(jiàn)明顯變化。Humm
el等［12］還發(fā)現(xiàn)，對(duì)于同一年齡段，振幅和潛伏期的個(gè)體差異以老年組最大。
2．與受檢者性別的關(guān)系：研究表明［12,14］女性各波的振幅普遍高于男性，
可高出60％～90％，這可能與性激素水平有關(guān)。文獻(xiàn)報(bào)道嗅覺(jué)系統(tǒng)的外周和中樞均
與雌二醇的代謝有聯(lián)系。老年男性各波的振幅還與刺激間隔有關(guān)［13］，當(dāng)刺激間
隔為90 s時(shí)，其振幅并不比同齡女性小。
3．與氣味劑種類(lèi)的關(guān)系:對(duì)比不同學(xué)者的研究結(jié)果［9,15］不難發(fā)現(xiàn)，不同氣
味劑誘發(fā)的OERP各波的振幅和潛伏期不同，這可能首先與嗅區(qū)粘液對(duì)不同化學(xué)物質(zhì)
的吸收性高低不同有關(guān)；其次，有些化學(xué)物質(zhì)如醋酸戊酯（amyl acetate）在興奮
嗅覺(jué)系統(tǒng)的同時(shí)也能興奮三叉神經(jīng)系統(tǒng)，從而誘發(fā)出三叉神經(jīng)性體感誘發(fā)電位；再
者，還可能與不同學(xué)者的具體實(shí)驗(yàn)條件不同有關(guān)。
4．與氣味劑濃度的關(guān)系：研究表明隨著濃度增加，所有峰及峰間振幅均增大
，但只有P3達(dá)顯著性。各波潛伏期都減小，以N1、P1最顯著［10,16］。對(duì)此也有
不同意見(jiàn)，Pause等研究認(rèn)為，隨著氣味劑濃度增加，N1的潛伏期縮短，而振幅無(wú)
變化。
5．其它: 如吸毒、嗜酒，可致N1波的振幅明顯減�。�17］。
電刺激誘發(fā)的OEP
電刺激誘發(fā)OEP的研究從1959年就已開(kāi)始，早先的研究均以動(dòng)物作模型。1996
年Masanori等［18］首次將其用于臨床。他們用1～7 mA的方波電脈沖刺激全身麻
醉行經(jīng)前顱窩開(kāi)顱術(shù)的腦瘤患者的嗅粘膜，持續(xù)0.1 ms，頻率為0.1～5 Hz，在嗅
束處記錄到OEP。該波根據(jù)其極性（負(fù)電位）和潛伏期（約27 ms），命名為N27，
振幅為5～25 μV。N27具有很高的可重復(fù)性和穩(wěn)定性，不受肌肉松馳劑的影響，且
當(dāng)頻率由1 Hz增至5 Hz時(shí)，其振幅約減小60％。另有學(xué)者刺激側(cè)額部頭皮也成功記
錄到電刺激誘發(fā)的OEP，其潛伏期為19.4 ms。
嗅性誘發(fā)電位的臨床應(yīng)用
1．嗅覺(jué)障礙的診斷：嗅性誘發(fā)電位對(duì)診斷嗅覺(jué)缺失的意義是不言而喻的，它
與伴發(fā)負(fù)電改變結(jié)合還可以診斷嗅覺(jué)減退、嗅覺(jué)倒錯(cuò)。嗅性誘發(fā)電位對(duì)于嬰幼兒、
腦損傷患者的嗅覺(jué)水平的檢查，更是具有不可替代的重要作用。
2．嗅覺(jué)水平的監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)：嗅覺(jué)系統(tǒng)鄰近區(qū)域的手術(shù)，尤其是前顱窩和某些
鼻部手術(shù)，很容易傷及嗅覺(jué)系統(tǒng)，引起嗅覺(jué)功能障礙。如果應(yīng)用嗅性誘發(fā)電位對(duì)嗅
覺(jué)水平作術(shù)中監(jiān)測(cè)，可以降低這一并發(fā)癥的發(fā)生率。術(shù)后應(yīng)用嗅性誘發(fā)電位檢查嗅
覺(jué)水平，可以客觀(guān)評(píng)價(jià)手術(shù)效果，促進(jìn)術(shù)式的改進(jìn)。
3．某些臨床疾病的輔助診斷：嗅覺(jué)系統(tǒng)疾病如嗅神經(jīng)母細(xì)胞瘤，另外如帕金
森病、老年性癡呆、Kallmann綜合征、多發(fā)性硬化、顳葉癲癇等疾病早期往往伴有
嗅覺(jué)水平的下降［19-21］，故嗅性誘發(fā)電位可用于該些疾病早期診斷的參考。
4．其它：如詐病，應(yīng)用嗅性誘發(fā)電位是目前最理想的檢測(cè)方法。
目前所存問(wèn)題及研究前景
嗅覺(jué)系統(tǒng)的解剖復(fù)雜，深層嗅覺(jué)中樞的具體定位尚無(wú)定論。嗅覺(jué)生理具有特殊
性，許多理論和技術(shù)問(wèn)題（如嗅覺(jué)系統(tǒng)與三叉神經(jīng)系統(tǒng)之間的關(guān)系，刺激氣的數(shù)量
、強(qiáng)度和頻率的控制等）尚待解決。嗅性誘發(fā)電位各波的具體來(lái)源及其與疾病間的
相互關(guān)系還不清楚，目前尚不能用于嗅性系統(tǒng)疾病的定位、定性診斷。
但是，越來(lái)越符合自然嗅機(jī)制的刺激器不斷研制產(chǎn)生，嗅覺(jué)通路的解剖和嗅覺(jué)
生理正在不斷得到闡明。隨著對(duì)嗅性誘發(fā)電位研究的不斷深入，它必將得到更加廣
泛的應(yīng)用。另外，CT、MRI等影像學(xué)檢查主要反映組織結(jié)構(gòu)的改變，而嗅性誘發(fā)電
位主要用于反映感覺(jué)徑路功能和大腦高級(jí)中樞的認(rèn)知水平，兩者相互結(jié)合，必將大
大提高臨床診斷及病情預(yù)估的質(zhì)量。且已有研究表明，應(yīng)用嗅性誘發(fā)電位檢查嗅覺(jué)
障礙比應(yīng)用主觀(guān)的嗅覺(jué)功能檢查方法更靈敏［13,19,20］。
綜上所述，嗅性誘發(fā)電位作為一項(xiàng)客觀(guān)而靈敏的電生理指標(biāo)，具有廣闊的科研
前景和重要的臨床應(yīng)用價(jià)值。
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