烤火雞。餡料。土豆泥和肉汁。餡餅。感恩節讓人聯想到各種味道。如果你閉上眼睛，幾乎可以品嚐到它們。事實上，有一天你也許可以——無需食物就能做到。
哥倫比亞大學的科學家們已經弄清楚如何使用光遺傳學——一種利用穿透性光和基因操作來開啟和關閉腦細胞的技術——來開啟和關閉大腦中的味覺。他們在上週發表在《自然》雜誌上的文章中報告了他們的發現。透過以這種方式操縱小鼠的腦細胞，科學家們能夠在沒有食物化學物質實際存在於小鼠舌頭上的情況下，喚起不同的味道。
哥倫比亞大學祖克實驗室負責人、論文的共同作者查爾斯·祖克說，這些實驗“真正地重新概念化了我們所認為的感官體驗”。祖克說，結果進一步證明，“味覺感官是硬連線在我們的大腦中的”，這與我們的嗅覺不同，嗅覺與味覺密切相關，但幾乎完全依賴於經驗。
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通常當我們吃東西時，覆蓋在我們舌頭上的凸起，或稱乳突，會拾取食物中的化學物質，並將味道傳遞到大腦。有五種主要的乳突型別，分別對應於五種基本味道——甜、酸、鹹、苦和鮮味。與流行的看法相反，這些乳突並非聚集在舌頭上的特定位置，苦味在後部，甜味在前部，而是均勻地分佈在舌頭上。
味覺地圖可能確實存在，但它似乎位於大腦中，而不是舌頭上。首先，研究人員找出了小鼠大腦中甜味和苦味的中樞，它們在腦島中相隔約兩毫米。他們只專注於甜味和苦味，因為這兩種味道彼此最不相同，並且對人類、小鼠和其他動物來說也最突出，因為它們對生存的進化意義。甜味通常表示營養物質的存在，而苦味則表示潛在的毒藥危險。
然後，祖克和他的團隊使用光遺傳學方法用光刺激這些區域，並在一系列行為測試中，使小鼠僅用清水就能嚐到甜味或苦味。當研究人員啟用甜味神經元時，他們觀察到與小鼠正常遇到甜食時發生的情況一致的行為：它們的舔舐次數顯著增加，即使動物的口渴已經滿足。當科學家刺激與苦味相關的神經元時，小鼠停止舔舐，似乎在擦洗它們的舌頭，甚至出現作嘔，這取決於光遺傳刺激的程度。
然後，研究人員對從未嘗過甜味或苦味的動物進行了測試，並發現了相同的結果。在最後一組實驗中，研究人員將嚐起來是甜味和苦味的化學物質應用於小鼠的舌頭，並將它們的反應與簡單地光遺傳學刺激相應神經元時發生的情況進行了比較。動物的反應方式沒有差異，“證明味覺是硬連線在大腦中的，”祖克說。
祖克澄清說，這並不意味著不存在“後天習得的口味”這種東西。例如，冰島國菜發酵鯊魚肉哈卡爾，曾被以尖酸刻薄著稱的美食評論家安東尼·波登稱為“最糟糕、最令人作嘔和可怕的東西”，但卻受到許多北歐島國人民的喜愛。人類比小鼠更復雜。味覺也可能受到經驗和文化的影響。但這種感覺的基本原理從一開始就存在。
“每個嬰兒都會對甜味微笑，對苦味皺眉，”祖克解釋說。“味覺在很大程度上保留了這種硬連線的反應，除非有什麼東西取代了它。我們消費的一些東西[是]天生令人厭惡的。但如果它們具有積極的強化結果，我們也會接受壞處帶來的好處。”例如，咖啡或酒精明顯是苦的，但由於它們分別帶來的刺激和醉酒感，許多人隨著時間的推移學會了享受它們。
賓夕法尼亞州莫內爾化學感官中心總裁加里·比徹姆稱這項研究為“一種非常清晰而優雅的方法”，證實了長期以來的味覺確實是進化硬連線的假設。但比徹姆也指出，甜味和苦味化合物在到達大腦之前，會在口腔中相互影響，從而影響味道。“在現實世界中，食物是多種物質的混合物，這比這項研究表明的要複雜得多。然而，這是一項出色的工作，表明這些通路是天生組織好的，”他說。
祖剋意識到，甜味和苦味處於味覺譜的兩端，可能不代表所有味道。但他預計測試其他味道也會得到類似的結果，這些味道也是基於進化的。例如，鹽發出電解質訊號。“下一個問題是，這些皮質區域的活動如何與大腦的其餘部分整合，”以形成體驗和持久的味覺記憶——例如我們在感恩節創造的那些。