科学家打开和关闭的味道通过激活和沉默集群的脑细胞

大多数人可能认为我们看到的五个基本甘甜,酸、咸、苦和鲜味(美味)——我们的舌头,然后将信号发送给我们的大脑“告诉”我们已经尝过。然而,科学家们把这个想法,展示在老鼠的能力改变口味的东西通过操纵组细胞在大脑中。

研究结果刊登在今天的在线版自然。

“品味,你和我的思维方式,最终是在大脑中,”查尔斯说,博士,生物化学和分子生物物理学和神经科学教授Kavli脑科学研究所的成员心理大脑行为和莫蒂默·扎科曼研究所和霍华德·休斯医学研究所的研究员哥伦比亚大学医学中心(CUMC)。”专用的味蕾在舌检测甜或苦等等,但大脑提供意义这些化学物质。”

朱克博士的实验室的主要目的是了解大脑如何变换检测化学刺激的知觉。在过去的十年左右,朱克博士和他的同事证明了舌头上有每个口味的专用受体,每个类的受体向大脑发送特定的信号。最近,他们证明了每个味道感觉独特的脑细胞,位于大脑皮层的不同地点模型”大脑的味觉品质的地图。

科学家们使用光遗传学,允许他们与激光直接激活特定的神经元。乐清市彭,朱克博士的实验室的博士后,研究操纵这些大脑区域的神经元是否能唤起甜蜜抑或苦涩的感觉,没有鼠标实际品尝。(甜与苦的口味选择,因为他们是最关键的,可辨认的味道对人类和其他动物。甜味允许识别能源丰富的营养物质,而苦警告潜在有害化学物质的摄入量)。

“在这项研究中,我们想知道特定的大脑区域真正代表甜蜜和苦涩。如果他们这样做,这些地区沉默会防止动物品尝甜或苦,无论我们多么给他们,”他说。“如果我们激活这些领域,他们应该味道苦或甜,即使他们只有白开水。”

这正是研究人员观察到。沉默当科学家将一种物质注射到小鼠的神经元,动物不能可靠地确定甜。然而,他们可能仍然检测苦。动物恢复能力品味甜蜜药物时刷新的大脑。相反,沉默的神经元阻止老鼠承认苦,但他们仍然可以品味甜蜜。

值得注意的是,研究人员也能够使动物们认为他们品尝苦或甜,即使动物只有饮用水。当研究人员激活的神经元在喝酒,他们观察到的行为反应的小鼠与甜蜜,如令人印象深刻的增长舔。相比之下,刺激的神经元显著抑制舔,和经典taste-rejection反应,包括矫正行为的激活。这些结果表明,通过操纵大脑中心代表温馨苦味他们可以直接控制动物的感官知觉和行为动作,彭说。

研究人员还进行了optogenetic测试动物从来没有尝过甜或苦的化学物质,并显示相应的神经元的激活触发相应的行为反应。“这些实验正式证明的味觉是完全固定,独立学习或经验,朱克博士说,这是不同于嗅觉系统。气味不携带固有的意义,直到你把他们与经验。一个气味可能有利于你和可怕的我。”(As humans, of course, we can eventually learn to enjoy bitters and dislike sugar).

在最后一组实验中,动物被训练口头报告的身份一个甜蜜和痛苦的刺激通过执行一个新颖的应用行为任务,允许研究人员测试动物是什么味道。在实验中,小鼠尝过真正的苦,甜的和咸的化学物质,但在其他时候研究人员使用激光激活动物的甜或苦皮质字段。老鼠的行为没有真实和虚拟的口味不同,证明光模仿苦和甜的感觉。“换句话说,味道都是在大脑朱克表示,"。