人體嗅覺系統是以分子技術破譯的第一種感覺系統。richard axel 和linda buck 證明，人體基因的3％被用來編碼嗅覺受體細胞膜上的不同氣味受體。當一種氣味受體被某種氣味物質啟用時，嗅覺受體細胞中電訊號就被觸發並經過神經突觸傳遞到大腦。
人體嗅覺感受器的嗅細胞存在於鼻腔的最上端的嗅上皮內，嗅上皮含有主細胞、支援細胞和基底細胞。主細胞也稱嗅細胞，呈圓瓶狀，細胞頂端有5-6 條短的纖毛，細胞的底端有長突，它們組成嗅絲，穿過篩骨直接進入嗅球。嗅細胞的纖毛受到存在於空氣中的物質分子刺激時，有神經衝動傳向嗅球，進而傳向更高階的嗅覺中樞，引起嗅覺。
從生物電子學角度分析，當氣味作用嗅上皮時，在嗅細胞的胞體膜上產生極化型的感受電位，並在軸突膜上引起不同頻率電位輸出，傳入中樞。每乙個嗅細胞只對一種或幾種特殊的氣味反應，輸出響應頻率電位訊號，並且嗅球中不同部位的細胞只對某些特殊的氣味起反應。嗅覺受體與氣體分子接觸後，其胞體膜上的蛋白質分子產生一系列的鏈結、分離和啟用反應，胞體膜上形成若干個離子通道，允許胞外na+、ca2+等無機離子流入胞內，改變了細胞內外的極性變化，產生一定的膜電勢，成為可表徵軸突膜化學感測資訊的電訊號[3]。從仿生學角度考慮，人體嗅覺感受器構成可概括為三個部分：（1）鼻腔上皮組織（初級），那是接受氣體並產生訊號的第乙個地方；（2）嗅覺球（二級），氣體的種類通過「映象」在這裡形成；（3）大腦皮層，資訊之間的聯絡在這裡形成並儲存。
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