hur smak uppfattas i hjärnan

bitter cortex (röd) och söt cortex (grön) är cirka 2 millimeter från varandra i mushjärnan. Charles S. Zuker, Ph. D. / Columbia University Medical Center

människor och andra däggdjur är beroende av smak för att styra matval. Till exempel lockas vi av söta livsmedel, som vanligtvis är rika på energi. En bitter smak kan å andra sidan vara ett varningstecken för potentiellt skadliga kemikalier.

under de senaste 17 åren har laboratorierna av Dr. Nicholas Ryba från NIHS National Institute of Dental and Craniofacial Research (NIDCR) och Dr. Charles Zuker från Howard Hughes Medical Institute vid Columbia University Medical Center har identifierat receptorcellerna i tungan som upptäcker söt, sur, bitter, umami (smaklig) och salt smak. Information från dessa celler vidarebefordras till den primära gustatoriska cortexen, eller smakbarken, i hjärnan.

studier har funnit att söta och bittra smaker representeras i distinkta områden, eller” fält ” i gustatory cortex. I sin senaste studie undersökte Ryba och Zukers Team huruvida aktivering av dessa fält i möss kunde framkalla smak även i avsaknad av en verklig bitter eller söt förening. Arbetet finansierades delvis av NIDCR och NIH: s National Institute on Drug Abuse (NIDA). Resultaten publicerades i Nature den 26 November 2015.forskarna aktiverade selektivt de söta eller bittra kortikala fälten med hjälp av en teknik som kallas optogenetik. De injicerade först ett ofarligt virus som bär genen för ett ljuskänsligt protein i antingen det söta fältet eller det bittra fältet. Neuroner som tar upp denna gen och producerar proteinet kan aktiveras av ljus. Forskarna implanterade sedan anpassade optiska fibrer nära injektionsställena.

i en initial uppsättning experiment fick möss ett val mellan 2 kamrar. När en kammare kopplades med stimulering av det söta kortikala fältområdet i hjärnan utvecklade möss en preferens för den kammaren. Däremot lärde sig djur vars bittra kortikala fält aktiverades när de gick in i en kammare snabbt att undvika det.

törstiga möss vars bittra kortikala fält stimulerades när de drack vanligt vatten avvisade vattnet. Några till och med gagged och försökte rengöra munnen av en bitter substans som inte fanns. Däremot slickade möss som inte var törstiga aggressivt vanligt vatten när deras söta kortikala fält stimulerades under Slickning. I andra experiment visade forskarna att stimulering av det söta kortikala fältet kan få möss att föredra en bitter förening. Omvänt utlöste stimulering av det bittra kortikala fältet aversion mot en söt förening.

även hos djur som aldrig hade upplevt söt eller bitter smak utlöste aktiveringen av dessa kortikala fält fortfarande motsvarande beteenden, vilket visar att smakskänslan är hårdkopplad i hjärnan.

ytterligare experiment bekräftade de väsentliga rollerna för dessa kortikala fält i söt och bitter smakigenkänning. ”Smak, hur du och jag tänker på det, är i slutändan i hjärnan”, säger Zuker. ”Dedikerade smakreceptorer i tungan upptäcker söt eller bitter och så vidare, men det är hjärnan som ger mening åt dessa kemikalier.”

—av Harrison Wein, Ph. D.