顛覆傳統!Nature子刊揭示第六種味覺,負責感知水
在顯微鏡下,人類的舌頭就像一個星球的表面,鑲嵌著許多坑窪不平的小突起。這些小突起遍布有重要的味覺感受器——味蕾,負責感知5種基本的味覺:咸、酸、甜、苦、鮮,其他味覺由這五種綜合而成。
現在,最新一篇發表在Nature子刊《Nature Neuroscience》上的研究文章卻推翻傳統認知,揭示哺乳動物可能還存在第六種味覺,負責感知水!
這一發現有助於解釋為什麼哺乳動物能夠從其他液體中區分出水。它為一個古老的爭論——水是否擁有專屬的味道?還是說它僅僅是產生其他味道的媒介?——提供了新的線索。
爭議:水有沒有味道?
一直以來,哲學家們都主張水沒有味道,早在公元前330年亞里士多德(Aristotle)就認為水是「無味」的。反對者認為,水所謂的味道都是在我們品嘗其他食物(味道)之後產生的,例如攝取鹹食後感嘆水是甜的。
但是,紐約州立大學行為神經科學家Patricia Di Lorenzo卻表示,昆蟲和兩棲動物都被證實擁有感受水的神經細胞。而且,越來越多的證據表明,哺乳動物也有類似功能的細胞。幾項最新的大腦研究同樣揭示,人類大腦皮層存在對水特定反應的區域。
加州大學舊金山分校的神經學家Zachary Knight認為,我們對於嘴巴或者喉嚨組織中關聯水的受體分子、細胞機制以及神經信號通路「幾乎一無所知」。在之前的研究中,Knight和其他科學家們已經發現,下丘腦區域的神經元負責傳遞口渴信號,調控動物開始/停止對水的攝取。但是在腸道或者血液中的信號告訴大腦「水已經補充夠了」之前,動物就已經停止飲水了。這意味著,大腦必須從接受到來自於舌頭對水感知的信號。也就是說,水是有味道的。
有趣的研究:動物如何辨別水?
為了解開謎團,加州理工學院的神經學家Yuki Oka帶領團隊致力於尋找感應水味的受體細胞(water-sensing taste receptor cells)。
他們以小鼠為模型,藉助於基因敲除技術沉默掉小鼠不同的味覺受體細胞(TCRs),隨後讓小鼠喝水,檢測喝水期間起反應的受體細胞。
結果出乎意料,酸味受體細胞在接觸到水時反映強烈。當缺乏酸味受體細胞時,小鼠在水和一種透徹、無味、合成的硅油之間徘徊時間較久。這意味著,除了酸,酸味受體細胞還負責感知水。
隨後,研究團隊採用光遺傳學技術驅動小鼠喝水。他們構建了酸味受體細胞表達光敏蛋白的小鼠模型,在激光的刺激下,突變小鼠的酸味受體細胞會被激活。在小鼠經過培訓會自主從水壺中喝水之後,研究團隊將水壺中的水替換成一種光纖裝置(能夠發射藍光)。在藍光的刺激下,小鼠會因為味覺細胞活躍而沉醉在「喝水」的假象中。因為口渴,這些小鼠會在10分鐘內舔舐「水壺」超2000次。
這些小動物自然不知道這是光造成的一種錯覺,所以它們會 「受騙」。儘管舌頭上的受體細胞能夠傳遞出飲水的信號,但是它們不會告訴大腦何時停止喝水。
感受酸覺的味蕾如何響應水?這仍然是個謎,需要投入更多的研究。Oka猜測,當水與唾液相遇後,本來就酸、鹹的唾液會改變味覺細胞的PH值,使細胞更容易活躍,感知水的味道並將信號傳遞至大腦。
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