The development of the first standardized “scratch'n sniff” olfactory test is described. Over 1600 subjects participated in five experiments. In Experiment 1, 50 microencapsulated odorants were rated as to their intensity, pleasantness, irritation, coolness, and familiarity, and two procedures for releasing them were compared. In Experiment 2, the results of the first experiment and familiarity, and two procedures for releasing them were compared. In Experiment 2, the results of the first experiment and other data were used in the development of the test, which was administered to a large number of subjects. Using multiple regression analysis, scores on this test were shown to be significantly related to the subjects' gender, ethnic background, and smoking behavior. Average test scores decreased as a function of age, with the greatest decline occurring between the sixth and tenth decades of life. These age-related changes were not correlated with scores on the Wechsler Memory Scale. Women performed better than men within all age categories. In Experiment 3, the test was shown to differentiate between subjects with known olfactory disorders (e.g., Kallmann's syndrome; Korsakoff s syndrome) and normal controls, and to reliably detect persons instructed to feign total anosmia. In Experiment 4, the test-retest reliability was established (6-month interval; r=0.918, p<0.001), and in Experiment 5 the test was shown to correlate thresholds with odor detection (r=−0.794, p<0.001). This self-administratered test now makes it possible to rapidly and accurately assess general olfactory function in the laboratory, clinic, or through the mail without complex equipment or space-consuming stores of chemicals.

Smell identification ability was measured in 1955 persons ranging in age from 5 to 99 years. On the average, women outperformed men at all ages, and nonsmokers outperformed smokers. Peak performance occurred in the third through fifth decades and declined markedly after the seventh. More than half of those 65 to 80 years old evidenced major olfactory impairment. After 80 years, more than three-quarters evidenced major impairment. Given these findings, it is not surprising that many elderly persons complain that food lacks flavor and that the elderly account for a disproportionate number of accidental gas poisoning cases each year.

To explore the nature of the olfactory dysfunction associated with Parkinson9s disease (PD), 81 PD patients who scored well on a cognitive screening test were administered the 40-odorant University of Pennsylvania Smell Identification Test; 38 were additionally given a forced-choice phenylethyl alcohol odor detection threshold test. Clinical ratings of 11 neurologic symptoms (three bilateral) were obtained at the time of testing, and odor identification was retested in 24 patients at intervals ranging from 5 to 39 months. Relative to matched controls, the PD patients exhibited consistent and marked decrements on both types of olfactory tests (ps < 0.0001). The odor identification deficit was not restricted to any subset of odorants and did not evidence longitudinal change. A factor analysis of the intercorrelations among the variables yielded six easily interpretable factors: general motor, oral motor, olfactory function, cognitive function, tremor, and gender. Olfactory test scores were independent of all other measures, including disease stage and duration. Seventy-two percent of the PD patients were unaware of a smell disorder before testing; those who were aware had significantly lower test scores. A statistical comparison of PD patients9 olfactory test scores to those obtained from Alzheimer9s disease patients found the olfactory disorders of these diseases to be indistinguishable. The data support the hypothesis that the olfactory deficit of PD is a general and stable one which likely occurs early in the disease process.

Abstract Despite the fact that clinical otolaryngologists are often presented with complaints of olfactory dysfunction, they have limited means to diagnose these problems. A major reason has been the lack of a clinically‐useful and reliable quantitative test of olfactory function. Recent work at our Clinical Research Center has resulted in the development of such a test. This test — the University of Pennsylvania Smell Identification Test (UPSIT) — can be self‐administered and uses microencapsulated odorants which are released by scratching standardized odor‐impregnated test booklets. As indicated in this paper, studies have demonstrated that the UPSIT can identify most malingerers and is sensitive to age, gender, smoking habits, and a wide variety of olfactory disorders. A description of this new test, along with some of its applications, is presented.

Background Severe acute respiratory syndrome‐coronavirus‐2 (SARS‐CoV‐2), the virus that causes coronavirus disease 2019 (COVID‐19), is responsible for the largest pandemic since the 1918 influenza A virus subtype H1N1 influenza outbreak. The symptoms presently recognized by the World Health Organization are cough, fever, tiredness, and difficulty breathing. Patient‐reported smell and taste loss has been associated with COVID‐19 infection, yet no empirical olfactory testing on a cohort of COVID‐19 patients has been performed. Methods The University of Pennsylvania Smell Identification Test (UPSIT), a well‐validated 40‐odorant test, was administered to 60 confirmed COVID‐19 inpatients and 60 age‐ and sex‐matched controls to assess the magnitude and frequency of their olfactory dysfunction. A mixed effects analysis of variance determined whether meaningful differences in test scores existed between the 2 groups and if the test scores were differentially influenced by sex. Results Fifty‐nine (98%) of the 60 patients exhibited some smell dysfunction (mean [95% CI] UPSIT score: 20.98 [19.47, 22.48]; controls: 34.10 [33.31, 34.88]; p < 0.0001). Thirty‐five of the 60 patients (58%) were either anosmic (15/60; 25%) or severely microsmic (20/60; 33%); 16 exhibited moderate microsmia (16/60; 27%), 8 mild microsmia (8/60; 13%), and 1 normosmia (1/60; 2%). Deficits were evident for all 40 UPSIT odorants. No meaningful relationships between the test scores and sex, disease severity, or comorbidities were found. Conclusion Quantitative smell testing demonstrates that decreased smell function, but not always anosmia, is a major marker for SARS‐CoV‐2 infection and suggests the possibility that smell testing may help, in some cases, to identify COVID‐19 patients in need of early treatment or quarantine.

Psychometric ratings of the perceived intensity, pleasantness, coolness, warmth, and presumptive safety of high concentrations of 47 nasally-inhaled chemicals commonly used in olfactory research were established for three groups of human observers (n = 15/group): (1) anosmics lacking olfactory (CN I), but not trigeminal (CN V), nerve function; (2) normals asked to rate only intranasal trigeminal (CN V) sensations (trigeminal focus group); and (3) normals asked to rate the overall odor experience in the traditional fashion. Forty-five of the 47 compounds were detected by at least some proportion of the anosmics in a forced-chice test. Although differences in the rated intensities of the stimuli were present between the three experimental groups, the relative rankings of the intensity responses were quite similar (rs ranging from 0.92 to 0.97). The pleasantness and presumed safety of the chemicals varied inversely with the perceived intensity in all three groups. The use of 11 to 13 readily-available and computer-derived molecular descriptors in linear learning machine pattern recognition analyses separated the 47 stimuli correctly into four discrete intensity classes. A multiple linear regression equation based upon such molecular descriptors (multiple R = .88) proved successful in predicting the perceived trigeminal intensities of 12 chemical stimuli similar in general structure to members of the original stimulus set (r = .80 between predicted and observed intensities). These results emphasize the importance of trigeminal input in human nasal chemoreception and support the notion that the perceived intensities of nasally-inhaled stimulants can be mathematically predicted from relatively simple physicochemical and molecular structural parameters.

Recent studies of Alzheimer's disease patients have demonstrated (a) marked structural and biochemical alterations in brain regions associated with olfactory function (including the olfactory bulb and entorhinal cortex) and (b) decrements in the ability to identify odorants. In light of such findings, we administered the University of Pennsylvania Smell Identification Test (UPSIT) and a forced-choice phenyl ethyl alcohol odor detection threshold test to a relatively large number of patients diagnosed, on the basis of stringent criteria, as having mild to moderately severe Alzheimer's disease. Compared to age-, gender-, and race-matched normal controls, these individuals evidenced consistent and marked decrements on both types of olfactory tests (ps less than 0.001). Surprisingly few of the patients were aware of their disorder, despite its appearance early in the disease process. These findings indicate that both odor identification and odor detection problems are present in dementia of the Alzheimer's type, and raise the possibility that the odor identification problem may be secondary to the odor detection problem.

Mexico City (MC) residents are exposed to severe air pollution and exhibit olfactory bulb inflammation. We compared the olfactory function of individuals living under conditions of extreme air pollution to that of controls from a relatively clean environment and explore associations between olfaction scores, apolipoprotein E (APOE) status, and pollution exposure. The olfactory bulbs (OBs) of 35 MC and 9 controls 20.8±8.5 years were assessed by light and electron microscopy. The University of Pennsylvania Smell Identification Test (UPSIT) was administered to 62 MC/25 controls 21.2±2.7 years. MC subjects had significantly lower UPSIT scores: 34.24±0.42 versus controls 35.76±0.40, p=0.03. Olfaction deficits were present in 35.5% MC and 12% of controls. MC APOE ε 4 carriers failed 2.4±0.54 items in the 10-item smell identification scale from the UPSIT related to Alzheimer's disease, while APOE 2/3 and 3/3 subjects failed 1.36±0.16 items, p=0.01. MC residents exhibited OB endothelial hyperplasia, neuronal accumulation of particles (2/35), and immunoreactivity to beta amyloid βA42 (29/35) and/or α-synuclein (4/35) in neurons, glial cells and/or blood vessels. Ultrafine particles were present in OBs endothelial cytoplasm and basement membranes. Control OBs were unremarkable. Air pollution exposure is associated with olfactory dysfunction and OB pathology, APOE 4 may confer greater susceptibility to such abnormalities, and ultrafine particles could play a key role in the OB pathology. This study contributes to our understanding of the influences of air pollution on olfaction and its potential contribution to neurodegeneration.

Background

 The utility of combining early markers to predict conversion from mild cognitive impairment (MCI) to Alzheimer's Disease (AD) remains uncertain. 

Methods

 Included in the study were 148 outpatients with MCI, broadly defined, followed at 6-month intervals. Hypothesized baseline predictors for follow-up conversion to AD (entire sample: 39/148 converters) were cognitive test performance, informant report of functional impairment, apolipoprotein E genotype, olfactory identification deficit, and magnetic resonance imaging (MRI) hippocampal and entorhinal cortex volumes. 

Results

 In the 3-year follow-up patient sample (33/126 converters), five of eight hypothesized predictors were selected by backward and stepwise logistic regression: Pfeffer Functional Activities Questionnaire (FAQ; informant report of functioning), University of Pennsylvania Smell Identification Test (UPSIT; olfactory identification), Selective Reminding Test (SRT) immediate recall (verbal memory), MRI hippocampal volume, and MRI entorhinal cortex volume. For 10% false positives (90% specificity), this five-predictor combination showed 85.2% sensitivity, combining age and Mini-Mental State Examination (MMSE) showed 39.4% sensitivity; combining age, MMSE, and the three clinical predictors (SRT immediate recall, FAQ, and UPSIT) showed 81.3% sensitivity. Area under ROC curve was greater for the five-predictor combination (.948) than age plus MMSE (.821; p = .0009) and remained high in subsamples with MMSE ≥ 27/30 and amnestic MCI. 

Conclusions

 The five-predictor combination strongly predicted conversion to AD and was markedly superior to combining age and MMSE. Combining the clinically administered measures also led to strong predictive accuracy. If independently replicated, the findings have potential utility for early detection of AD.

To ascertain the generality of a sex difference noted in odor identification ability, the University of Pennsylvania Smell Identification Test (UPSIT) was administered to four groups of subjects: Black Americans (n=438), While Americans (n=1559), Korean Americans (n=106), and Native Japanese (n=308). The women of all groups outperformed the men to the same relative degree. The Korean American group performed better than the Black and White American groups, which, in turn, outperformed the Native Japanese. Analyses of the proportions of subjects correctly answering each of the test items revealed considerable similarity of relative item difficulty among the subject groups. Taken together, these data suggest that sex differences in odor identification ability are probably not due to ethnic or cultural factors, per se.