本文來(lái)自微信公眾號：我是科學(xué)家iScientist（ID：IamaScientist），作者：郭懌暄，編輯：悲催的鉈寶寶 酥魚(yú)

一盤(pán)西瓜，一盤(pán)苦瓜，你選擇吃哪個(gè)？我相信絕大多數人都會(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(jué)體驗。潛意識中，甜總讓我們想到糖，是能量的來(lái)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(lái)的“趨利避害”在長(cháng)久的演化中產(chǎn)生，并深植于我們的基因當中。

味覺(jué)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下產(chǎn)生喜歡或是厭惡的呢？

味覺(jué)門(mén)戶(hù)——味蕾

這要從味覺(jué)傳輸的起始站說(shuō)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(wàn)個(gè)小突起——舌乳頭構成。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(jué)受體細胞和它們的支持細胞。

味覺(jué)受體細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(jué)受體細胞僅能感受到其中一種味道。

舌和味蕾的結構圖 | 參考文獻^[5]，作者漢化

或許你曾見(jiàn)過(guò)舌頭味覺(jué)地圖，上邊標注著(zhù)舌頭尖部感受甜，根部感受苦味，舌頭兩側則感受酸味和咸味。

然而多年的研究積累證明，這張“經(jīng)典”的味覺(jué)地圖是錯誤的，由于每個(gè)味蕾中雜居著(zhù)不同種類(lèi)的味覺(jué)受體細胞，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(jué)^[1]。

當食物中含有風(fēng)味的化學(xué)物質(zhì)與味覺(jué)受體細胞上的受體結合以后，味覺(jué)信號就會(huì )變身電信號，通過(guò)與味覺(jué)受體細胞相連的神經(jīng)傳入，經(jīng)過(guò)幾個(gè)信號中轉站，最終到達大腦。

味覺(jué)信號的傳輸路線(xiàn) | 參考文獻^[6]，作者漢化

味覺(jué)傳輸專(zhuān)線(xiàn)

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

經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗后，科學(xué)家們發(fā)現，不同味覺(jué)信號的確擁有著(zhù)自己的專(zhuān)屬傳輸通道；不同種類(lèi)的神經(jīng)纖維對不同的味覺(jué)產(chǎn)生最佳響應，比如有對甜味最敏感的“甜味信號最佳輸送纖維”、對咸味最敏感的“咸味信號最佳輸送纖維”等等。

他們還發(fā)現神經(jīng)信號的第一個(gè)中轉站——神經(jīng)節，超過(guò)半數也是不同味道的專(zhuān)屬中轉站^[2]。拿甜味來(lái)舉例，甜味物質(zhì)被味蕾中的甜味味覺(jué)受體細胞感受到，通過(guò)相連的甜味專(zhuān)屬傳入神經(jīng)將信號傳到甜味神經(jīng)節。

接下來(lái)，這些來(lái)自外周、不同味覺(jué)產(chǎn)生的神經(jīng)信號就要進(jìn)入中樞神經(jīng)系統，它們在位于腦干的第二個(gè)信號中轉站——掌管味覺(jué)的孤束核匯總，再經(jīng)過(guò)一級神經(jīng)元的中轉，最終抵達大腦的味覺(jué)皮質(zhì)。

不同味道在味覺(jué)皮質(zhì)也有自己的專(zhuān)屬熱點(diǎn)：2011年，美國哥倫比亞大學(xué)的查爾斯·扎克（Charles S.Zuker）教授團隊的科學(xué)家們發(fā)現給予小鼠不同的味覺(jué)刺激后，可以在大腦皮質(zhì)中找到不同的活躍熱點(diǎn)，而它們彼此間是獨立的。

就像下圖中的甜味皮層熱點(diǎn)區域，遍布了大量被甜味激活的神經(jīng)元（綠色），但在同一塊區域，僅有極少數的神經(jīng)元會(huì )被苦味（紅色）和酸味（藍色）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，甜味和苦味神經(jīng)元也很少出現在咸味皮層熱點(diǎn)。

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

而味覺(jué)在孤束核的傳導卻仍是團迷。2021年1月，查爾斯·扎克教授團隊發(fā)表在《細胞》雜志上的一項研究，為我們揭開(kāi)了其中的奧秘^[4]。

科學(xué)家們給予小鼠不同的味覺(jué)刺激，并記錄下孤束核神經(jīng)元的活動(dòng)，發(fā)現對五種基本味道應答的神經(jīng)元在孤束核都能找到。其中一種神經(jīng)元表達生長(cháng)抑素（Sst），對苦味產(chǎn)生應答；而另一種表達鈣結合蛋白2（Calb2）的神經(jīng)元則對甜味情有獨鐘。

這兩種神經(jīng)元將不同的味覺(jué)信號發(fā)送至大腦，大腦就會(huì )產(chǎn)生相應的好惡，從而影響我們對不同味道食物的態(tài)度。在動(dòng)物實(shí)驗中，小鼠在遇到甜水時(shí)，會(huì )不停地舔舐實(shí)驗水槽，而嘗到苦味物質(zhì)后，舔舐的次數則大大降低。

科學(xué)家們發(fā)現，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(lái)。當科學(xué)家們直接激活小鼠的Calb2神經(jīng)元，它們舔著(zhù)白開(kāi)水也如飲蜜糖；而失去這種神經(jīng)元的小鼠即使面對甜水，也完全喪失了興趣。

快樂(lè )小甜水 | Pixabay

甜苦之爭

有意思的是，實(shí)驗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。這又是為什么呢？

科學(xué)家們發(fā)現，苦味能讓小鼠對甜味的感受能力減弱，而發(fā)出這個(gè)指令正是苦味信號上傳的終點(diǎn)——大腦的苦味皮層。在大腦接收到苦味信號之后，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)系統當中天生的反應，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)不錯的選擇。因為在飲品苦味的作用下，大腦能幫我們降低甜品的甜度。

參考文獻

[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.

本文來(lái)自微信公眾號：我是科學(xué)家iScientist（ID：IamaScientist），作者：郭懌暄，編輯：悲催的鉈寶寶 酥魚(yú)