文/記者 白竟楠 圖文編輯/劉昭
指導專家:
趙鐳 中國標準化研究院食品與農業標準化研究所副研究員
張華 北京醫院神經內科主任醫師
電視劇《好先生》的火熱除了讓人們關注牛排是怎麼做的,更讓人關注的是主人公陸遠(孫紅雷飾演)作為一名得過國際大獎的西餐廚師竟然沒有味覺。他是在一次火災中身體受了傷,導致味覺喪失,而後又因為心理原因遲遲恢復不了味覺,看了很多醫生也沒有用。人們因而好奇,人的味覺系統到底是怎樣的?
人體的味覺系統是一個神秘的存在,一口食物吃下去,從舌頭到咽部、鼻子,從神經到大腦,這才是一個完整的流程。而因為食物的味道是由多種化學物質而組成,聞起來的氣味兒一定和吃起來的味道一樣,但吃起來的味道不一定和最終嘗到的味道一樣。這也就是為什麼,科學家尋找到世界上最好吃的番茄之後,竟然發現裡面有臭襪子的氣味兒。
▲我身上有臭襪子味兒?
吃一口巧克力,甜甜的感覺讓人覺得瞬間幸福起來,是我們的舌頭在享受著這份甜味?其實不是,而是人的大腦在「吃」巧克力。
眾所周知,人的感官能產生作用,都是因為大腦這個指揮官在發出指令和接收反饋,味覺也是如此。吃進去的巧克力與舌頭上的味蕾充分接觸,味蕾將巧克力散發出的化學刺激物傳輸到神經細胞,神經細胞又將這些訊息傳送至大腦的味覺中心,讓人們感受到巧克力的甜味。這是味覺產生的過程,味蕾就是舌頭表面和兩側的小突起物,它們有一個專業的名字——味覺乳頭,它是將味道傳輸給神經細胞的感覺器官,這也是味覺產生的第一道程序。
看了上面這一段,有必要先來闢個謠。是否有人告訴過你說:人的舌頭對不同的味道感覺是有分區的,舌尖品嘗甜味,舌頭前半側品嘗鹹味,後半側品嘗酸味,舌根品嘗苦味?這一直是一個科學謠言,要驗證它很簡單,拿一塊巧克力放在舌根處試試就行。
簡述一下這個謠言的來源:1901年,德國科學家David P. Hanig發表了一項研究成果,原本他試圖告訴大家,舌頭上的一些區域只是對某種味道稍微敏感一些,但在信息傳播的過程中,「稍微」和「敏感」就漸漸被丟失了。1942年心理學家Edwin G. Boring進一步繪製了舌頭的味覺分區圖譜,這個錯誤的圖式就一直流傳至今,因為這個圖簡單明了,所以流傳甚廣。其實,舌頭的結構非常複雜,科學家並不能為人類的舌頭畫出明顯的味覺分區。
▲舌頭並沒有味覺分區
最近,日本岡山大學、理化學研究所的研究人員對於味覺有了新的發現,他們發現了口腔中味覺受體蛋白與味物質結合發生的結構變化,這一結構變化傳遞給味覺細胞便可以傳遞到大腦從而產生味覺。而酸、甜、苦、鮮、鹹五個基本種類,每種味道都存在感知該味道的感應蛋白質,也就是味覺受體,這些味覺受體由被稱為T1R家族的蛋白質構成,並且三分之二的T1R家族蛋白質受體都暴露在口腔內。通俗的說,就是五味分別有接受各自信號的受體蛋白質在嘴裡等著,一旦有相應味道的食物進入口腔,這些蛋白質就認領走自己的味道去工作了。為什麼沒有辣?因為辣是一種痛感,而非味道。
所以,產生味覺的第一步就是先吃到嘴裡,但是飯好不好吃還要靠腦子。
最終是否能嘗到味道還得看大腦是否工作,從舌頭到大腦看起來是一段挺長的距離,但是,人體完成味覺感知只需要1.5至4.0毫秒的時間,快到讓人沒有概念。
味覺通路從舌頭和嘴巴開始,經過面部神經和舌咽神經,到達孤束核(NTS)的前端,此核的前端接受味覺纖維,尾部接受來自面神經、舌咽神經和迷走神經的內臟感覺纖維;再經過一系列的投射和反射後,味覺信息就到達了下丘腦、中部杏仁核等組織。另一條道路則順著中樞神經系統到內臟。神奇的是,味覺和內臟通路在大腦結構內會聚,在大腦裡,味覺或不適感可以被聯繫起來從而形成記憶痕跡,這也就是為什麼我們總能想起媽媽的味道。
那麼味道是如何被大腦「嘗」出來的呢?據美國Biocompare科技新聞網報導,一篇發表於2006年1月19日《Neuron》(神經元)中的研究稱,腦部對於口中巧克力的甜味或Strychnine(一種中樞興奮藥)的苦味的反應,是由獨立的神經結構所負責的。
進而,美國有一家專門研究感官的研究所——莫奈爾化學感覺中心,與賓夕法尼亞大學Kevin Foskett博士團隊等多個研究機構聯合研究了大腦對甜、苦、鮮三種味道的識別通路,他們發現,味覺感受細胞中的蛋白CALHM1(calcium homeostasis modulator 1),是感知甜味、苦味和鮮味時必不可少的新型離子通道,ATP(三磷酸腺苷:體內組織細胞一切生命活動所需能量的直接來源,被譽為細胞內能量的 「分子通貨」)經由這一通道離開味覺細胞,並將味覺信息傳遞到腦部。通俗點說就是:味蕾細胞中的受體蛋白釋放能量從而向大腦傳遞味道。這項研究在2013年發表在《自然》(Nature)雜誌上。
隨著各項研究的深入,越來越能看到味覺與大腦之間的密切聯繫。索性,科學家又繪製了一副大腦的味覺示意圖。
現在,科學家們已經在人腦中繪製出了4個感官熱點,它們中的每一個都致力於處理一種基本的味覺:甜、鹹、苦及鮮味。 根據霍華德·休斯醫學研究所專家的研究,其結果為人們提供了一幅味覺在腦中是如何呈現,及每個熱點與某單一味覺品質相對應的清晰的圖像。但是,科學家卻沒有找到與酸的味覺有關的熱點,這可能是因為該熱點位於他們所採樣的區域之外,或是因為酸的刺激同時也作用於其它的,諸如疼痛和觸覺這樣的通路。
▲味覺系統示意圖
我們吃到的東西不僅僅是單純的酸甜苦鮮鹹,還有好吃和難吃之分,而每個人對同一口味的反應也是不同的。因為食物的味道是一方面,大腦接收到的味道又是另一回事,這裡面還有鼻子的事兒。
人的口味是味道和香氣互相作用形成的,味道是嘴吃出來的,香味是通過鼻子聞到的,二者是如何相互作用的,如今已經成為一個前沿的研究課題。
人的嗅覺系統由兩部分組成,它們會在人吃東西的時候同時運作。當人們把食物放入口中開始咀嚼時,揮發性的化學物會釋放出來,吞咽的過程使揮發物達到上顎後端,然後進入鼻腔,這套嗅覺系統叫鼻後嗅覺;另一個通道是直接通過鼻孔收集氣味,這叫做常規嗅覺。最後,所有的信號在大腦中匯集,並將其送入能感知味道的區域,最終產生味道。
所以,人們對多種口味的感知其實大部分來源於鼻子而非嘴巴。那麼,鼻子到底有多重要?
人們天生喜愛甜味厭惡苦味,對酸味敬而遠之,這是由基因和自然選擇決定的。在美國,有一位科學家在做一件很有趣的事,他將全世界的番茄品種收集來,並進行種植,以尋找到世界上最好吃的番茄,他是弗羅裡達大學的哈裡·克利教授。最好吃的番茄不就是更甜嗎?事情沒這麼簡單。
當這些番茄都進入實驗室進行化學分析時,有意思的事情出現了,番茄之間存在令人難以置信的差別,不同品種的番茄包含的化學物質和含量有百倍甚至上千倍的差別。我們知道,甜的番茄更受歡迎,於是哈裡對因甜味兒受到人們喜愛的番茄品種進行了化學成分分析。這時,一個模式開始出現,某些揮發性的化學物質讓番茄的甜味超過了其實際的含糖量,人們聞到的東西加強了舌頭的感知,簡單來說,就是嗅覺可以使兩種含糖量相同的番茄嘗起來大不相同,這就與揮發物有關。
例如,香葉醛聞起來有花香和香水的味道;異戊酸是一種聞起來像儲藏室和臭襪子的味道等等,但這些卻是增強甜味感知的揮發物,它們都是從好吃的番茄中提煉出來的揮發物,但是它們沒有一個聞起來像食物應該有的味道,正是這些物質組合起來才能使番茄聞起來、嘗起來是番茄。
分析出了成分,哈裡要解決的下一個問題就是如何從這種好吃的番茄中提煉出揮發物,去替換掉甜品裡面的部分糖分,製作出既含糖量低又好吃的食品,從這項研究中,很可能會得到一種純天然的不含熱量的甜味劑來代替糖。也就是說,用一種或幾種揮發物來騙過大腦,這是科學家們的目標。
▲人們對多種口味的感知其實大部分來源於鼻子而非嘴巴
前文說,味覺和內臟通路在大腦結構內會聚,在這些地方味覺或不適感可以被聯繫起來從而形成記憶痕跡,所以,當人們失去味覺或者嗅覺時,會有一種「生無可戀」的感覺。
電視劇《好先生》中的男主角陸遠在一次火災中失去了味覺,而現實生活中的確存在因撞擊或受傷而失去味覺和嗅覺的人。BBC紀錄片「味覺奧秘」中採訪到了一位因車禍而失去嗅覺的女孩,在採訪中她說道,她發現家裡的味道和媽媽燒菜的味道漸漸離她遠去,失去了嗅覺,記憶中的味道也會越來越遠。不過,她的結局與陸遠一樣,最後恢復了嗅覺。
那麼,人們可能會因為哪些原因失去味覺呢?首先,像電視劇演的那樣,如果遇到車禍、火災等天災人禍,人會因為受傷而導致失去味覺或嗅覺。上面講了那麼多味覺、嗅覺與大腦和神經的關係,說明神經損傷會導致味覺失靈。如果神經受到外部創傷、打擊以後,腦出血壓迫到味覺或嗅覺神經,就會因為神經損傷而失去味覺或嗅覺。也就是說,如果大腦內發生器質性損傷而影響到相應的神經,就有可能失去味覺或嗅覺,並且病人要根據具體受傷的嚴重性來看是否能夠恢復。
其次,心理原因也可能造成人失去味覺,這是因為心理因素抑制了大腦皮層的味覺功能,機體拒絕恢復,而這種損傷並不是物理損傷,而是大腦皮層的功能性損傷,屬於心理障礙。
如果是因為心理問題而造成大腦的功能性損傷,病情可以從很輕到很重。比如有的人可能嘗不到部分味道,而有的人一點味道也嘗不到,這與心理原因對功能性打擊的強弱有關。如果是神經性損傷,通常病人就嘗不到任何味道,如果是嗅覺損傷就什麼味道都聞不到。
▲《好先生》中的陸遠(孫紅雷飾演)在一次車禍中失去了味覺
當然,失去味覺也有可能直接與鼻子或舌頭有關,比如重感冒的人就可能因為病毒入侵,造成鼻腔內黏膜水腫,侵犯到嗅神經及舌下神經,從而造成味覺和嗅覺失靈。
總之,味覺的產生是由舌頭到大腦的一條通路都發生作用而引起的,舌頭是感覺味道的第一步,味道的傳遞是複雜的,至今雖然有了各種各樣的研究論文,但是關於味覺的傳送機制科學家一直還在不斷地進行求索,希望有一天解開味覺的全部秘密。作為「吃貨」的我們在了解了味覺的產生原理後,我們要保護好自己的大腦、舌頭、鼻子和心理,品嘗美食也真不是一件容易的事!
參考資料:
[1]Akiyuki Taruno, Valérie Vingtdeux, Makoto Ohmoto, Zhongming Ma, Gennady Dvoryanchikov, Ang Li, Leslie Adrien, Haitian Zhao, Sze Leung, Maria Abernethy, Jeremy Koppel, Peter Davies, Mortimer M. Civan, Nirupa Chaudhari, Ichiro Matsumoto, Göran Hellekant, Michael G. Tordoff, Philippe Marambaud & J. Kevin Foskett. CALHM1 ion channel mediates purinergic neurotransmission of sweet, bitter and umami tastes[J]. Nature,495,223–226. 14 March 2013
[2] Xiaoke Chen, Mariano Gabitto, Yueqing Peng, Nicholas J. P. Ryba, Charles S. Zuker.A gustotopic map of taste qualities in the mammalian brain.Science. 2011 Sep 2
[3] Josh Hrala. How a mistranslation made you think your tongue had 'taste zones'[J/OL]. http://www.sciencealert.com/how-a-mistranslation-made-you-think-your-tongue-had-taste-zones. 4 MAR 2016
[4]陳超. 「酸甜苦辣」味覺機理有新發現[N]. 2016-5-31. 02
[5] Eurekalert!. 腦中的味覺圖[OL]. http://chinese.eurekalert.org/zh/pub_releases/2011-09/aaft-amo082911.php. 2011-9-2
[6]生物谷. Nature:研究發現感知甜苦鮮蛋白[OL]. http://news.bioon.com/article/6590657.html . 2013-3-11
[7]網易公開課. 味覺奧秘[OL].http://open.163.com/movie/2015/10/T/9/MB4SFJIC5_MB4SG8HT9.html
你覺得小編記者不容易,就打個賞吧!
(本文由北京科技報社全媒體中心採編製作,原創作品,未經授權謝絕轉載。新媒體編輯/陳炫之)
精彩活動推薦,點擊圖片試試
想讓孩子參加,就報名試試吧!