破解味覺的生物密碼：
神經科學家 Charles Zuker 探索舌尖上的科學
Charles Zuker，哥倫比亞大學醫學院的生化、分子生物物理學和神經科學教授，是全球知名的感知研究權威。Zuker 教授帶領的實驗室在感知領域取得了許多開創性的成果，早期致力於視覺研究，定義了將光轉換為神經訊號的受體。近年來，他的實驗室主要聚焦於味覺感知，發現了許多味覺受體，讓我們得以感知甜、酸、苦、鹹和鮮味。此外，Zuker 實驗室還在口渴感知方面進行了突破性的研究，探討神經系統如何決定我們是否應該攝取更多液體。
味覺：舌尖上的感官交響樂
味覺是我們生活中不可或缺的感官體驗，不僅能讓我們品嚐美食，更在演化過程中扮演著重要的角色，幫助我們辨識食物的營養價值和潛在毒性。Zuker 教授將味覺定義為一種感知過程，區分了味覺的「偵測」和「感知」兩個階段。
偵測：當我們將食物放入口中，舌頭上的味覺細胞會與食物中的化學物質產生交互作用，產生電訊號。
感知：這些電訊號傳遞至大腦，大腦對這些訊號進行解碼，讓我們產生味覺感知，並據此引導我們的行為，例如決定是否繼續進食。
味覺地圖的迷思與真相
長久以來，人們普遍認為舌頭上存在著味覺地圖，不同區域負責感知不同的味道。然而，Zuker 教授的研究揭示了這個說法的謬誤。事實上，味蕾分布於整個口腔，包括舌頭、上顎和咽部，每個味蕾都包含了能感知五種基本味覺的細胞。
雖然味蕾廣泛分布，但某些區域對特定味道的敏感度可能略高。例如，舌根對苦味的感知較為敏銳，這在演化上有其道理，因為苦味通常與有毒物質有關，舌根作為最後一道防線，能幫助我們及時察覺並做出反應，避免攝入有害物質。
味覺的生物密碼：味覺受體
味覺受體是味覺感知的關鍵，它們是位於味覺細胞表面的蛋白質，能與食物中的化學物質結合，觸發細胞內的生化反應，產生電訊號。Zuker 教授的實驗室成功識別了五種基本味覺的受體，這項發現為味覺研究開闢了新的道路。
透過這些受體，科學家們得以更精確地繪製味覺地圖，了解不同味覺受體在口腔中的分布。這項研究不僅顛覆了傳統的味覺地圖觀念，也為開發針對特定味覺的藥物和食品提供了理論基礎。
大腦如何解讀味覺訊號
味覺訊號從舌頭傳遞到大腦的過程複雜而精細。當味覺受體被激活後，它們會產生電訊號，這些訊號透過味覺神經傳遞至腦幹，再依序傳遞至更高級的大腦區域，最終抵達味覺皮層。在味覺皮層中，大腦會賦予這些訊號意義，讓我們產生對甜、酸、苦、鹹、鮮等不同味道的感知。
Zuker 教授的實驗室透過在小鼠大腦中植入電極，記錄並刺激特定神經元，成功驗證了味覺皮層在味覺感知中的重要性。當特定神經元被抑制時，即使給予甜味刺激，小鼠也無法感知到甜味。相反地，當這些神經元被激活時，即使沒有給予任何刺激，小鼠也會產生甜味感知。
大腦中的味覺地圖與味覺的特性
在味覺皮層中，不同區域負責處理不同味覺訊號，形成味覺地圖。這意味著甜味、苦味等味覺在我們的大腦中都有其對應的區域。透過實驗，科學家們發現，抑制特定區域的神經元活動會導致對應味覺感知的喪失，而激活這些神經元則會產生相應的味覺感知，即使沒有實際的味覺刺激。
Zuker 教授強調，味覺具有先天性和可塑性。我們天生就喜歡甜味，厭惡苦味，這是因為甜味通常代表高能量食物，而苦味則可能與有毒物質有關。然而，透過學習和經驗，我們可以改變對某些味道的偏好，例如學習享受咖啡的苦味，這是因為咖啡因能帶來愉悅感和提神效果。
味覺與嗅覺的交織：多感官整合
味覺和嗅覺是兩種不同的化學感知系統，但它們在大腦中會相互整合，形成我們對食物風味的整體感知。Zuker 教授的實驗室發現了一個大腦區域，負責整合味覺和嗅覺訊號，稱為多感官整合區。
透過訓練小鼠辨識甜味、苦味，以及甜味和氣味的組合，研究人員發現，當多感官整合區被抑制時，小鼠仍能辨識單獨的味覺或嗅覺刺激，但無法辨識兩者組合的風味。這證實了多感官整合區在味覺和嗅覺整合中的關鍵作用。
腸腦軸線：連結味覺與食慾的橋樑
腸腦軸線是近年來備受關注的研究領域，它是一條連結腸道和腦部的神經通路，負責傳遞腸道訊息至大腦，並由大腦調控腸道功能。Zuker 教授的研究發現，腸腦軸線在我們對糖和脂肪的渴望中扮演著關鍵角色。
味覺系統讓我們「喜歡」甜味，而腸腦軸線則驅動我們對糖的「渴望」。當我們攝入糖分時，腸道中的細胞會感知到糖的存在，並透過迷走神經將訊號傳遞至大腦，強化對糖的偏好。然而，人工甜味劑無法激活腸腦軸線，因此無法滿足我們對糖的渴望。
