Come il gusto è percepito nel cervello

A colpo d’occhio

• Manipolando le aree del cervello del topo che rappresentano il gusto dolce e amaro, i ricercatori sono stati in grado di controllare la percezione degli animali di questi gusti.
• I risultati mostrano che le risposte ai gusti dolci e amari sono cablate nel cervello.

La corteccia amara (rosso) e dolce corteccia (verde) sono circa 2 millimetri di distanza nel cervello del mouse. Charles S. Zuker, Ph. D. / Columbia University Medical Center

Le persone e altri mammiferi si affidano al gusto per guidare le scelte alimentari. Ad esempio, siamo attratti dai cibi dolci, che di solito sono ricchi di energia. Un sapore amaro, d’altra parte, può essere un segnale di avvertimento di sostanze chimiche potenzialmente dannose.

Negli ultimi 17 anni, i laboratori del Dr. Nicholas Ryba del NIH National Institute of Dental and Craniofacial Research (NIDCR) e del Dr. Charles Zuker dell’Howard Hughes Medical Institute del Columbia University Medical Center ha identificato le cellule recettoriali nella lingua che rilevano sapori dolci, aspri, amari, umami (salati) e salati. Le informazioni provenienti da queste cellule vengono trasmesse alla corteccia gustativa primaria, o corteccia del gusto, nel cervello.

Gli studi hanno scoperto che i sapori dolci e amari sono rappresentati in aree distinte, o” campi”, della corteccia gustativa. Nel loro ultimo studio, i team di Ryba e Zuker hanno esplorato se l’attivazione di questi campi nei topi potesse evocare gusti anche in assenza di un vero composto amaro o dolce. Il lavoro è stato in parte finanziato dal NIDCR e dal National Institute on Drug Abuse (NIDA) del NIH. I risultati sono stati pubblicati su Nature il 26 novembre 2015.

I ricercatori hanno attivato selettivamente i campi corticali dolci o amari utilizzando una tecnica chiamata optogenetica. In primo luogo hanno iniettato un virus innocuo che trasporta il gene per una proteina sensibile alla luce nel campo dolce o nel campo amaro. I neuroni che assorbono questo gene e producono la proteina possono essere attivati dalla luce. Gli scienziati hanno quindi impiantato fibre ottiche personalizzate vicino ai siti di iniezione.

In una serie iniziale di esperimenti, ai topi è stata data una scelta tra 2 camere. Quando una camera è stata accoppiata con la stimolazione dell’area del campo corticale dolce nel cervello, i topi hanno sviluppato una preferenza per quella camera. Al contrario, gli animali il cui campo corticale amaro era attivato quando entravano in una camera imparavano rapidamente ad evitarlo.

I topi assetati i cui campi corticali amari erano stimolati quando bevevano acqua naturale rifiutavano l’acqua. Alcuni addirittura imbavagliati e cercarono di pulirsi la bocca da una sostanza amara che non esisteva. Al contrario, i topi che non avevano sete leccavano aggressivamente l’acqua naturale quando i loro dolci campi corticali venivano stimolati durante la leccata. In altri esperimenti, i ricercatori hanno dimostrato che la stimolazione del campo corticale dolce potrebbe indurre i topi a preferire un composto amaro. Al contrario, la stimolazione del campo corticale amaro ha innescato l’avversione a un composto dolce.

Anche in animali che non avevano mai sperimentato il gusto dolce o amaro, l’attivazione di questi campi corticali ha comunque innescato i comportamenti corrispondenti, dimostrando che il senso del gusto è cablato nel cervello.

Ulteriori esperimenti hanno confermato i ruoli essenziali di questi campi corticali nel riconoscimento del gusto dolce e amaro. “Il gusto, il modo in cui io e te lo pensiamo, è in definitiva nel cervello”, dice Zuker. “I recettori del gusto dedicati nella lingua rilevano dolce o amaro e così via, ma è il cervello che dà significato a queste sostanze chimiche.”

—di Harrison Wein, Ph. D.