生物通報(bào)道  來自美國(guó)哥倫比亞大學(xué)、美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院和加州大學(xué)的研究人員利用一種新型技術(shù)繪制出了老鼠大腦中的“味覺地圖”，揭示出腦部控制甜味、咸味、苦味、鮮味的感受區(qū)域。這一研究成果于9月2日在線發(fā)表在《科學(xué)》（Science）雜志上。

文章的通訊作者是美國(guó)*院士、現(xiàn)任職于哥倫比亞大學(xué)生物化學(xué)和分子生物物理與神經(jīng)科學(xué)系以及加州大學(xué)圣地亞哥分校生物系的Charles S. Zuker教授。Charles S. Zuker課題組還有許多華裔學(xué)生，華裔博士陳曉科（音譯，xiaoke chen）及彭月清（音譯，Yueqing Peng）為這篇文章的共同通訊作者。

盡管人類體驗(yàn)的食物有各種不同的味道，但是只有五種味覺被認(rèn)為是能被舌頭細(xì)胞感知：甜、咸、苦、酸、鮮。味覺有重要的生存意義。鮮味感受器對(duì)味精和其他氨基酸有反應(yīng)，其存在可能是為了發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的蛋白質(zhì)豐富的食品?？辔陡惺芷鲃t提醒人們提防不要咽下毒藥。

Zuker教授長(zhǎng)期從事味覺的分子機(jī)制研究，在過去的研究中Zuker曾證實(shí)人類的味蕾包含了能感受各種不同味道的味覺細(xì)胞，而每一個(gè)細(xì)胞則只負(fù)責(zé)識(shí)別其中一種味道。由于味蕾分布于整個(gè)舌頭，因而舌頭的每一個(gè)部分都能辨別各種基本味道。由此揭示出“one taste, one cell class”即某一個(gè)特定的味覺細(xì)胞只感受特定的味覺的編碼規(guī)律。

于是，研究人員開始猜想味覺在大腦中是否也能被分別表現(xiàn)出來。過去研究人員曾試圖觀測(cè)不同味道刺激后小鼠大腦區(qū)域神經(jīng)元的電活動(dòng)。在那些試驗(yàn)中，研究人員發(fā)現(xiàn)響應(yīng)不同刺激的大腦區(qū)域相互混合，看起來似乎大腦中的神經(jīng)元能夠廣泛地處理所有的味道。

在這篇文章中，Zuker實(shí)驗(yàn)室的博士后陳曉科嘗試采用了一種叫做雙光子鈣成像的新技術(shù)。研究人員利用這種新技術(shù)對(duì)小鼠腦島中的味覺腦皮層進(jìn)行了檢測(cè)。由于當(dāng)神經(jīng)細(xì)胞被激活時(shí)，細(xì)胞中就會(huì)產(chǎn)生鈣波。研究人員可根據(jù)細(xì)胞內(nèi)的鈣水平來判斷神經(jīng)元的激活狀態(tài)。研究人員將鈣敏感感光染料注入小鼠神經(jīng)元中。當(dāng)一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞被激活時(shí)，隨著熒光爆發(fā)就能實(shí)時(shí)觀察神經(jīng)細(xì)胞及其產(chǎn)生的反應(yīng)。

基于對(duì)不同味覺物質(zhì)刺激下的小鼠腦部細(xì)胞反應(yīng)觀察的結(jié)果，研究人員在大腦中找到了“四個(gè)*獨(dú)立的熱點(diǎn)區(qū)域”，囊括了細(xì)胞對(duì)甜味、苦味、咸味和鮮味的反應(yīng)。然而讓研究人員感到意外的是，他們并未發(fā)現(xiàn)酸味感受神經(jīng)細(xì)胞在大腦中的分布區(qū)域。研究人員推測(cè)酸味感受區(qū)域可能位于抽樣位置之外，也可能是由于酸味是一種觸覺痛感所致。

研究人員表示由于目前這一實(shí)驗(yàn)對(duì)機(jī)體具有一定的侵害性，且當(dāng)前的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)還沒有分辨率探測(cè)到熱點(diǎn)區(qū)域，因而還無法在人類身上驗(yàn)證這一結(jié)果。然而他們相信在不久的將來他們就有可能獲得真實(shí)的高分辨率，并以相同的方式來觀察人類的這些區(qū)域。

（生物通：何嬙）

生物通推薦原文摘要：

A Gustotopic Map of Taste Qualities in the Mammalian Brain

The taste system is one of our fundamental senses, responsible for detecting and responding to sweet, bitter, umami, salty, and sour stimuli. In the tongue, the five basic tastes are mediated by separate classes of taste receptor cells each finely tuned to a single taste quality. We explored the logic of taste coding in the brain by examining how sweet, bitter, umami, and salty qualities are represented in the primary taste cortex of mice. We used in vivo two-photon calcium imaging to demonstrate topographic segregation in the functional architecture of the gustatory cortex. Each taste quality is represented in its own separate cortical field, revealing the existence of a gustotopic map in the brain. These results expose the basic logic for the central representation of taste.
 

來源：生物通