一盤西瓜，一盤苦瓜，你選擇吃哪個(gè)？我相信絕大多數(shù)人都會(huì)毫不猶豫地拿起西瓜，大快朵頤。

甜與苦，是兩種極端的味覺體驗(yàn)。潛意識(shí)中，甜總讓我們想到糖，是能量的來源，不由得多吃一口；而苦則可能與毒素相關(guān)，讓人避之不及。這種與生俱來的“趨利避害”在長(zhǎng)久的演化中產(chǎn)生，并深植于我們的基因當(dāng)中。

味覺感受究竟是如何傳到我們的大腦，我們又是如何在大腦的指導(dǎo)下產(chǎn)生喜歡或是厭惡的呢？

味覺門戶——味蕾

這要從味覺傳輸?shù)钠鹗颊菊f起。

食物進(jìn)入口腔后，首先接觸的就是舌頭。舌頭表面并不光滑，而是由成千上萬個(gè)小突起——舌乳頭構(gòu)成。部分舌乳頭中有形狀像洋蔥一樣的味蕾，里面含有50~100個(gè)味覺受體細(xì)胞和它們的支持細(xì)胞。味覺受體細(xì)胞表面不同的受體或離子通道使得它們可以感受到不同的基本味道（酸、甜、苦、咸、鮮），而且每一種味覺受體細(xì)胞僅能感受到其中一種味道。

舌和味蕾的結(jié)構(gòu)圖 | 參考文獻(xiàn)[5]，作者漢化

或許你曾見過舌頭味覺地圖，上邊標(biāo)注著舌頭尖部感受甜，根部感受苦味，舌頭兩側(cè)則感受酸味和咸味。然而多年的研究積累證明，這張“經(jīng)典”的味覺地圖是錯(cuò)誤的，由于每個(gè)味蕾中雜居著不同種類的味覺受體細(xì)胞，這就使得舌頭的每個(gè)部位其實(shí)都可以感受到不同的味覺[1]。

當(dāng)食物中含有風(fēng)味的化學(xué)物質(zhì)與味覺受體細(xì)胞上的受體結(jié)合以后，味覺信號(hào)就會(huì)變身電信號(hào)，通過與味覺受體細(xì)胞相連的神經(jīng)傳入，經(jīng)過幾個(gè)信號(hào)中轉(zhuǎn)站，最終到達(dá)大腦。

味覺信號(hào)的傳輸路線 | 參考文獻(xiàn)[6]，作者漢化

味覺傳輸專線

既然味蕾中同時(shí)存在多種味覺受體細(xì)胞，那么在信號(hào)上傳途中，各種味道也擁有自己的專屬通道嗎？

經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)后，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，不同味覺信號(hào)的確擁有著自己的專屬傳輸通道；不同種類的神經(jīng)纖維對(duì)不同的味覺產(chǎn)生最佳響應(yīng)，比如有對(duì)甜味最敏感的“甜味信號(hào)最佳輸送纖維”、對(duì)咸味最敏感的“咸味信號(hào)最佳輸送纖維”等等。他們還發(fā)現(xiàn)神經(jīng)信號(hào)的第一個(gè)中轉(zhuǎn)站——神經(jīng)節(jié)，超過半數(shù)也是不同味道的專屬中轉(zhuǎn)站[2]。

拿甜味來舉例，甜味物質(zhì)被味蕾中的甜味味覺受體細(xì)胞感受到，通過相連的甜味專屬傳入神經(jīng)將信號(hào)傳到甜味神經(jīng)節(jié)。

接下來，這些來自外周、不同味覺產(chǎn)生的神經(jīng)信號(hào)就要進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，它們?cè)谖挥谀X干的第二個(gè)信號(hào)中轉(zhuǎn)站——掌管味覺的孤束核匯總，再經(jīng)過一級(jí)神經(jīng)元的中轉(zhuǎn)，最終抵達(dá)大腦的味覺皮質(zhì)。不同味道在味覺皮質(zhì)也有自己的專屬熱點(diǎn)：2011年，美國哥倫比亞大學(xué)的查爾斯·扎克（Charles S.Zuker）教授團(tuán)隊(duì)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)給予小鼠不同的味覺刺激后，可以在大腦皮質(zhì)中找到不同的活躍熱點(diǎn)，而它們彼此間是獨(dú)立的。

就像下圖中的甜味皮層熱點(diǎn)區(qū)域，遍布了大量被甜味激活的神經(jīng)元（綠色），但在同一塊區(qū)域，僅有極少數(shù)的神經(jīng)元會(huì)被苦味（紅色）和酸味（藍(lán)色）激活。同樣，在鮮味皮層熱點(diǎn)也鮮有甜味和咸味神經(jīng)元（橙色）的出現(xiàn)，甜味和苦味神經(jīng)元也很少出現(xiàn)在咸味皮層熱點(diǎn)。

各種味道在味覺皮層具有專屬熱點(diǎn) | 參考文獻(xiàn)[3]，作者漢化

而味覺在孤束核的傳導(dǎo)卻仍是團(tuán)迷。

2021年1月，查爾斯·扎克教授團(tuán)隊(duì)發(fā)表在《細(xì)胞》雜志上的一項(xiàng)研究，為我們揭開了其中的奧秘[4]。

科學(xué)家們給予小鼠不同的味覺刺激，并記錄下孤束核神經(jīng)元的活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)對(duì)五種基本味道應(yīng)答的神經(jīng)元在孤束核都能找到。其中一種神經(jīng)元表達(dá)生長(zhǎng)抑素（Sst），對(duì)苦味產(chǎn)生應(yīng)答；而另一種表達(dá)鈣結(jié)合蛋白2（Calb2）的神經(jīng)元?jiǎng)t對(duì)甜味情有獨(dú)鐘。

這兩種神經(jīng)元將不同的味覺信號(hào)發(fā)送至大腦，大腦就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的好惡，從而影響我們對(duì)不同味道食物的態(tài)度。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，小鼠在遇到甜水時(shí)，會(huì)不停地舔舐實(shí)驗(yàn)水槽，而嘗到苦味物質(zhì)后，舔舐的次數(shù)則大大降低?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，如果直接激活Sst神經(jīng)元，小鼠就像真的喝到了苦水一樣不再舔水槽；而選擇性地去除這種神經(jīng)元，小鼠則不會(huì)再躲避苦水了，甚至主動(dòng)地喝起來。當(dāng)科學(xué)家們直接激活小鼠的Calb2神經(jīng)元，它們舔著白開水也如飲蜜糖；而失去這種神經(jīng)元的小鼠即使面對(duì)甜水，也完全喪失了興趣。

快樂小甜水 | Pixabay

甜苦之爭(zhēng)

有意思的是，實(shí)驗(yàn)中給予小鼠苦味和甜味混合水的時(shí)候，苦味可以壓倒甜味，引起小鼠厭惡的表現(xiàn)。這又是為什么呢？

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，苦味能讓小鼠對(duì)甜味的感受能力減弱，而發(fā)出這個(gè)指令正是苦味信號(hào)上傳的終點(diǎn)——大腦的苦味皮層。在大腦接收到苦味信號(hào)之后，它會(huì)反饋給孤束核，促進(jìn)激活苦味Sst神經(jīng)元，抑制甜味Calb2神經(jīng)元。這就導(dǎo)致，小鼠在同時(shí)嘗到苦味和甜味的時(shí)候，即使甜水的濃度與單獨(dú)吃甜時(shí)相同，它實(shí)際能感受到的甜度已經(jīng)大大降低了，而感受到的苦味卻得到了完整的保留。

這種自上而下的指揮系統(tǒng)幫助小鼠躲避苦味甜味混合水?；蛟S在野外，這種深植在神經(jīng)系統(tǒng)當(dāng)中天生的反應(yīng)，也能幫助動(dòng)物們有效地甄別出有毒食物，避免誤食。

下一次，再遇到一塊甜到發(fā)齁的甜點(diǎn)，或許配上一杯咖啡或濃茶是個(gè)不錯(cuò)的選擇。因?yàn)樵陲嬈房辔兜淖饔孟拢竽X能幫我們降低甜品的甜度。

參考文獻(xiàn)

[1]https://theconversation.com/that-neat-and-tidy-map-of-tastes-on-the-tongue-you-learned-in-school-is-all-wrong-44217

[2]Ohla, Kathrin, et al. "Recognizing taste: Coding patterns along the neural axis in mammals." Chemical senses 44.4 (2019): 237-247.

[3]Chen, X., Gabitto, M., Peng, Y., Ryba, N. J., & Zuker, C. S. (2011). A gustotopic map of taste qualities in the mammalian brain. Science, 333(6047), 1262-1266.

[4]Jin, H., Fishman, Z. H., Ye, M., Wang, L., & Zuker, C. S. (2021). Top-Down Control of Sweet and Bitter Taste in the Mammalian Brain. Cell, 184(1), 257-271.

[5]舌乳頭圖源：By OpenStax https://cnx.org/contents/FPtK1zmh@8.25:fEI3C8Ot@10/Preface, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=30147989;味蕾圖源：By NEUROtiker - Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4145397

[6]Bonny, J. M., Sinding, C., & Thomas-Danguin, T. (2017). Functional MRI and sensory perception of food. Modern Magnetic Resonance. Cham: Springer International Publishing, 1-20.

作者：郭懌暄

編輯：悲催的鉈寶寶 酥魚

排版：洗碗

來源：我是科學(xué)家iScientist


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