圖片顯示小鼠腦部苦味皮質層(紅色區域)和甜味皮質層(綠色)
大多數人可能會以為我們通過舌頭感知"酸甜苦辣鹹"這五味,隨後將信號傳遞到我們的大腦,告訴我們正在品嚐什麼味道。但是在最新研究中科學家通過動物實驗證明操控大腦中的一些神經元細胞就可以改變品嚐到的味道。相關研究結果發表在國際學術期刊Nature上。
文章作者Charles S. Zuker這樣說道:"你我認為的味道其實都在我們的腦子裏。舌頭上的專用味覺受體隻負責檢測甜或苦以及其他味道,隻有大腦才能給這些化學物質賦予真正意義。"
Dr. Zuker實驗室的主要研究方向是理解大腦如何將檢測到的化學刺激變成感覺。在過去十多年裏,Dr. Zuker以及他的同事證明,舌頭上每種味道都有專用受體,每種受體都可以發送特定信號到大腦。最近他們證明每種味道都會被特定的腦細胞群所感知,這些細胞定位於大腦皮層的不同位置,形成味覺網絡。
在此項研究中,科學家使用了光遺傳技術,他們通過激光直接激活特定神經元。利用這種方法研究人員在小鼠並沒有真正品嚐到甜和苦這兩種味道的情況下,檢測了是否操控腦部特定的神經元可以使小鼠產生甜或苦的感覺。
研究人員通過藥物注射使小鼠甜味神經元沉默,它們無法準確感覺到甜味,但是它們仍然可以感覺到苦味。當這種藥物從小鼠的腦中消失,它們又可以重新獲得感覺甜味的能力。相反,沉默苦味神經元就會使小鼠感知不到苦味,但它們仍然可以品嚐到甜味。
更加令人感到驚奇的是,研究人員可以讓小鼠在喝水的時候也感知到甜味和苦味。當在小鼠喝水的時候激活甜味神經元,小鼠就會出現一些與甜味相關的行為應答,比如舔的次數會增加,而刺激苦味神經元就會出現相反的情況。這些結果都表明操縱大腦內與甜味和苦味有關的神經元細胞可以直接控製動物的味覺感知和行為。
研究人員還對從未品嚐過甜和苦的動物進行了光遺傳檢測,結果表明相應的神經元激活會觸發一些相應的行為應答。這些實驗表明味覺形成完全靠遺傳,不依賴於學習或者經驗。這一點與嗅覺係統不同,氣味本身沒有意義,隻有將其與一些特定經驗聯係在一起才變得有意義。同一種氣味對一個人是好的,可能對另外一個人就非常糟糕。(小編這裏就想到了榴蓮,臭豆腐還有老北京豆汁兒)
所以說,味道完全存在於你的腦子裏。
doi:10.1038/nature15763
Sweet and bitter taste in the brain of awake behaving animals
Yueqing Peng,Sarah Gillis-Smith,Hao Jin,Dimitri Trankner,Nicholas J. P. Ryba &Charles S. Zuker
Taste is responsible for evaluating the nutritious content of food, guiding essential appetitive behaviours, preventing the ingestion of toxic substances, and helping to ensure the maintenance of a healthy diet. Sweet and bitter are two of the most salient sensory percepts for humans and other animals; sweet taste allows the identification of energy-rich nutrients whereas bitter warns against the intake of potentially noxious chemicals1. In mammals, information from taste receptor cells in the tongue is transmitted through multiple neural stations to the primary gustatory cortex in the brain2. Recent imaging studies have shown that sweet and bitter are represented in the primary gustatory cortex by neurons organized in a spatial map3, 4, with each taste quality encoded by distinct cortical fields4. Here we demonstrate that by manipulating the brain fields representing sweet and bitter taste we directly control an animal's internal representation, sensory perception, and behavioural actions. These results substantiate the segregation of taste qualities in the cortex, expose the innate nature of appetitive and aversive taste responses, and illustrate the ability of gustatory cortex to recapitulate complex behaviours in the absence of sensory input.