美国院士Nature光遗传学重要成果

　　大多数人可能认为，我们用舌头感知五种基本味道——甜、酸、咸、苦和鲜味，然后将信息发送至我们的大脑“告诉”我们所尝的是什么味道。现在，科学家们颠覆了这一观点，证实在小鼠中通过操控大脑中的一些细胞群可以改变尝味的方式。他们的研究结果在线发表在《自然》（Nature）杂志上。

　　研究的领导者、美国国家院士、哥伦比亚大学医学中心(CUMC)分子生物物理学与神经科学教授、Kavli脑科学研究所及Mortimer B. Zuckerman精神大脑行为研究所成员、霍华德休斯医学研究所研究员Charles S. Zuker博士说：“你和我都认为，最终是在大脑中尝味。舌头上专门的味觉受体可以检测出甜食或苦物等，但赋予这些化学物质意义的是大脑。”

　　Zuker博士实验室的主要目的是了解大脑将发现化学刺激转换为感觉的机制。在过去的十年里，Zuker博士和同事们证实了舌头上有一些专门的受体负责味道，每类受体都向大脑发生一种特异的信号。最近他们证实定位在大脑皮质不同位点、一些独特的脑细胞分别感知一种味道，在大脑中生成了味质图谱。

　　科学家们利用了光遗传学——这一技术使得他们能够直接用激光激活特定神经元。Zuker实验室博士后彭岳清（Yueqing Peng，音译）检测了操控这些大脑区域的神经元，是否可以导致小鼠在实际未品尝任一种味道的情况下感知苦味或甜味。（之所以选择甜味和苦味，是因为它们是人类和其他动物最重要且可辨识的味道。甜味允许识别出富含能量的营养物质，苦味则可警告不要摄入潜在有害的化学物质）。

　　“在这项研究中，我们想知道是否大脑的一些特定区域代表了甜和苦。如果确实如此，沉默这些区域可以阻止动物尝到甜味或苦味，不管我们给予它们多少。如果我们可以激活这些区域，它们应该可以尝到苦味或甜味，即便它们获得的只是淡水。”

　　这正是研究人员所观察到的。当科学家们向小鼠体内注入一种物质沉默甜味神经元时，动物无法可靠地识别甜味。但它们仍然可以检测出苦味。当从大脑中除去这一药物时动物重获了尝到甜味的能力。与之相反，沉默苦味神经元阻止了小鼠识别苦味，但它们仍然可以尝到甜味。

　　值得注意的是，研究人员还可以让动物认为它们正在品尝苦味或甜味，即便它们只是在喝水。当研究人员在小鼠饮水时激活甜味神经元，他们观察到了与甜味相关的行为反应，例如增加舔食。与之相反，刺激苦味神经元可显著抑制舔食，引发了典型的拒绝尝味反应，包括激发了呕吐行为。彭岳清说，这些结果表明，通过操控代表甜味和苦味的大脑中心，他们能够直接控制动物的感官知觉及行为动作。

　　研究人员还对从未品尝甜味或苦味化学物质的动物进行了光遗传学测试，证实激活对应神经元可以引发相应的行为反应。Zuker 博士说：“这些实验证明了不同于嗅觉系统，味觉完全是天生的，与学习或经历无关。在你将气味与经历联系到一起之前，气味不携带固有的含义。一种气味对于你而言可能极好，对于我而言可能极可怕。”（当然，作为人类我们最终可以学会享受苦味，不喜甜食）。

　　在最后一组实验中，研究人员训练动物通过执行一种新行为任务，告知识别出经口提供的甜味和苦味刺激，使得研究人员能够测试出动物正在品尝的味道。在试验中，动物间或品尝到真正的苦味、甜味和咸味的化学物质，在而其他时间研究人员利用激光来激活动物的甜味或苦味皮质区域。动物的行为不能区分真正和虚拟的味道，证实光线模拟出了苦味和甜味感觉。“换句话说，味觉都在大脑中，”Zuker说。