味觉和它的两种途径到达大脑

味觉和它的两种途径到达大脑
信贷:院长Drobot / Shutterstock.com

我们感知食物的方式有几种,并不是所有的方式都特别容易理解。我们知道大部分刺激都发生在嗅球里,嗅球是眼睛之间和鼻子后面的一小块组织,但刺激是如何到达大脑的这一部分仍在研究中。

这些刺激是如何在在我们的日常生活中扮演着重要的角色。充分理解我们的感知如何法赫米德·海德说,这些气味的形成是至关重要的,但要想清楚地知道我们的大脑在闻到气味时会做些什么就不那么容易了。

“了解哪些确切的途径受到影响和教导我们的大脑,以欣赏并承认理解味道的两种看法是我们文化的一部分,我们尚未充分利用,”他说。他说,更好地了解闻到我们的大脑的嗅觉如何告诉我们我们的饮食习惯,甚至可能有助于某些疾病的患者。

厕所,生物医学工程教授和放射学和生物医学成像,已经详细研究了嗅灯泡的功能。它可能不是大脑的最讨论的区域之一,但它可以通过从食物挥发物中接受食物的分子来帮助我们对外界的意义 - 然后将这些信号进一步送入大脑。它是一种枢轴作用,作为化学刺激到大脑的化学刺激的网关 - 特别是梨形皮质,杏仁菌和海马。看起来完全如何,Hyder和他的团队映射了整个嗅灯泡中的活动。这是第一次为这两个独立的异味传递路线完成 - 即正式和数量的路线。结果发表在科学杂志

正逆的当食物挥发物或气味分子通过吸入进入鼻腔时,这就是我们通常认为的嗅觉。另一种途径——鼻后途径——与进食有关,当我们咀嚼时,食物挥发物会在嘴里释放,这些气味分子会进入鼻腔。这两种途径,以及我们通过舌头上的味蕾获得的味道,形成了我们对食物的感知。耶鲁大学的戈登·谢菲尔德(Gordon Shepherd)教授和加斯特斯·费尔哈根(Justus Verhagen)教授是这项研究的合作者,他们以前就对这些气味传递途径进行过比较。

味觉和它的两种途径到达大脑
气味可以通过两种途径进入大脑:正鼻(我们通常认为的嗅觉)和后鼻(我们将其与进食联系在一起)。资料来源:耶鲁大学工程与应用科学学院

在他们最近工作的其他发现中,Hyder和他的团队发现,不管气味如何,对通过正鼻路径的刺激的反应要比那些通过鼻后路径的刺激强烈得多。虽然这两种路径的大脑反应在很多方面都很相似,但在球球的某些部分,正鼻图占主导地位,而在后鼻图在其他部分占主导地位。科学家以前没有观察到这些差异,主要是因为这类研究的标准成像工具的局限性。

Hyder已经研究嗅球多年,并与耶鲁大学的研究人员Gordon Shepherd和Robert Shulman一起对大脑的这一区域进行了一些初步的研究。为科学杂志研究中,他和他的团队想要了解更多关于气味进入球茎的不同路径。海德尔说,这很重要,部分是因为我们对食物的看法是健康生活和从疾病中恢复的关键。某些疾病会影响味觉和嗅觉——最近发现这些感官暂时丧失是COVID-19的一种症状就是一个例子。

他说:“研究表明,很多疾病——尤其是那些发病较晚的疾病——对嗅觉的影响要大于对味觉的影响。”这一事实在疾病治疗中并未得到重视,主要是因为在实际医学中,嗅觉并不被认为是一种重要的感觉。但就像我们的视觉和听觉一样,味觉和嗅觉也是人类的重要组成部分。”

深入了解这些感官是如何被处理的,这对于帮助某些病人是至关重要的。例如,化疗的一个常见副作用是降低了患者的味觉。通过准确地了解大脑对食物的反应,卫生保健专业人员可以帮助训练病人通过其他途径享受食物的味道。相反,痴呆症通常会夺走病人的嗅觉。

“在这种情况下,人们可以重新学习如何通过更浓缩的剂量通过鼻后通道来享受味道,”他说。

味觉和它的两种途径到达大脑
不同的磁共振成像方法揭示了嗅球独特的结构和功能。资料来源:耶鲁大学工程与应用科学学院

“品味”vs。“味道”:有什么不同?

“味”指的是在舌头中,以识别味道,如甜,酸,苦,咸,鲜美。“味道”是一种含有味道的伞术语,也是食物的味道及其质地。文德说,文德说,味道受到两者之间最关注的。

“如果我问什么味道,大多数人都会说”品味“ - 我们在西方世界上创造的食物的味道和食物的金字塔非常基于味道,而不是嗅觉组成部分,”他说。但是,味道的一大部分是化学化的另一部分 - 气味组件。味道几乎发生 - 不仅仅是在人类而且动物 - 当我们咀嚼食物时,当我们咀嚼食物时,分子被释放并成为空降。“

其中一个原因是鼻后和正鼻路径不完全了解是由于技术的限制。要获得大脑活动的全图需要一种能够同时绘制两条路径的技术。到目前为止,大多数关于嗅球的研究都依赖于光学成像,它只能绘制嗅球的背部和外侧区域,而且只能绘制其浅表层。Hyder是耶鲁大学核磁共振研究中心临床前扫描仪的技术总监。他的团队能够通过功能磁共振成像(fMRI)绘制出这些路线,从而绘制出整个嗅球。功能磁共振成像通过检测红细胞内氧气的变化来测量大脑活动。

厕所知道FMRI。大约30年前,他帮助开创了在高分辨率神经科学探索的动物模型中的应用。对于这项研究,他们通过对比较大鼠脑活动的图像来创建地图 - 一些气味和一些没有气味。在这些地图上,它们可以确定如何改变氧递送量以支持嗅灯泡中各种突触的活性。

Hyder说,这项研究也是寻找研究新陈代谢的新方法的起点,新陈代谢是他实验室的另一个感兴趣的课题。一般来说,他的新陈代谢研究主要集中在大脑,但他的工作科学杂志研究已经铺平了一种方法可以在嗅灯泡中探索它。这是一个有希望的学习大道,因为嗅觉是一个组织良好的区域,它的层可以很容易地分开,就像洋葱一样。因为嗅觉的解剖结构有很多层次,而且每一个不同的神经解剖学组成都很容易被检测到,特定的代谢事件的定位可以阐明何时何地发生了什么。“因为这些不同的层的性质他说:“在美国,研究起来要简单得多。”“所以,我们正在结合光学技术来观察特定类型的细胞,我们正在使用功能磁共振成像技术来观察特定的代谢信号。通过结合它们,我们可以了解神经代码的生理和化学。”


进一步探索

你的嘴帮助你闻到美味的食物

更多信息:Basavaraju G. Sanganahalli等。对大鼠嗅灯泡的矫形反浆性肾小球活性,FMRI,科学杂志(2020)。DOI: 10.1016 / j.neuroimage.2020.116664
期刊信息: 科学杂志

所提供的耶鲁大学
引用味觉和它的两种方式进入大脑(2021年2月18日
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