味觉产生在大脑的定位临床研究进展

杨嘉辉 郭博凯 唐智生 蒋亚兰 杨婷婷 庾旭明 梁勤 刘丽园

[摘要]人的五味酸甜苦辣咸，感知味觉是每一个健康人都拥有的功能，味觉是亲密的知觉。感知觉是人类最初级的心理过程，其他一切心理活动都是在感觉获得的基础上产生。感觉按照刺激的来源可分为三大类，其中味觉感官接受外部的刺激，直接反映外界事物特性的外部感觉。给予咽部味觉刺激，可促使咽部在皮质相应面积增加。一些脑卒中患者长期留置鼻饲管，这类患者往往缺乏来自经口味觉刺激。由于味觉的相应缺失，患者可能产生较严重的脑功能障碍。本文针对味觉感应、传递、产生及味觉在大脑认知功能的定位进行综述。

[关键词]味觉传导;脑功能;综述;定位;口腔刺激

[中图分类号] R33 [文献标识码] A  [文章编号]2095-0616（2021）22-0039-04

Progress of clinical research on the localization of taste generation in the human brain

YANG  Jiahui   GUO  Bokai   TANG  Zhisheng   JIANG  Yalan   YANG  TingtingYU  Xuming   LIANG  Qin   LIU  Liyuan

Department of Rehabilitation Medicine， Guilin People's Hospital， Guangxi， Guilin 541002， China

[Abstract] Every healthy person is endowed with the function of sensing the sour， sweet， bitter， hot， and salty flavor. The sense of taste is an intimate perception. Sensory perception is the most primary psychological process of human beings， and all the other psychological activities are produced on the basis of what is obtained by it. According to the sources of sensory stimuli， it can be divided into three categories， among which the taste senses receive external stimuli and directly reflect the external senses of the characteristics of external objects. Taste stimulation of pharynx can increase the corresponding area of pharynx in the cortex. Some stroke patients have long-term indwelling nasal feeding tube. These patients often lack stimulation from the taste sense of the oral cavity. The corresponding lack of the sense of taste may result in severe brain dysfunction of the patients. This paper makes an overview of taste sensing， transmission， and generation， as well as the localization of the sense of taste in brain cognitive function.      [Key words] Taste conduction; Brain function; Overview; Localization; Oral stimulation

在酸、甜、辣等各種物质刺激后，口腔内味觉感受器接收信号并向中枢神经传输，反馈到口腔中形成一种味道，即味觉[1-2]。味觉的产生需要与认知对象最亲密的接触，需要对象进入口中，并在向下进入人消化器官的时候，通过口腔和咽喉传达所体验到的感觉[3-4]。最基本的味觉有甜、酸、苦、辣、咸五种，平常尝到的各种味道都是这五种味觉混合的结果。味觉的适宜刺激是能溶解的、有味道的物质。在早期临床研究中，舌背味蕾是最先被发现的味觉受体[5-6]，当 G 蛋白偶联受体表达，人体就会感觉到不同味道，如咸味、苦味等。G 蛋白偶联受体是一种跨膜蛋白，在味蕾Ⅱ型细胞中表达出来。味蕾Ⅱ型细胞除能够促使 G 蛋白偶联受体表达，还能表达与味觉信号传导相关的下游分子，如α-味导素（a-gustducin）、磷脂酶 C（phospholipase C，PLC）β2和瞬时电位离子通道 M5（transient receptor potential cation channel subfamily M member 5，TRPM5）等[7]。鲜味和酸味受体与味蕾其他型细胞上的离子通道相关[8-9]。唾液将食物溶解后，味觉上体细胞自动与食物中的味质相互作用，通过刺激对应的味觉受体细胞群，促使机体内部产生动作电位，大脑自动接收味觉信号，经过相关整合分析后，机体产生味觉[10]。

1味觉传导的现状分析

食物经口进食时，味觉感受器会受到特有的呈味物质刺激，经过信息收集、传导等神经反射过程，大脑味觉中枢接收味觉信号并进行综合分析，反馈到机体中产生味觉。味觉感受器随着味觉的变化而变化，两者作用力也有差异[11]。

1.1味觉感受器

味蕾，即味觉感受器，不同人味蕾的分布位置稍有差异，大多分布于舌背部、舌缘，部分人群味蕾分布于口腔、咽部表面，支持细胞、基底细胞、味细胞共同组成味蕾。味蕾表面有味孔存在，每个味孔中都伸出纤毛，称之为味毛，暴露于口腔，是味觉感受的关键部位。味细胞周围被感觉神经末梢所包围。味觉感受器的适宜刺激是食物中有味道的物质，即味质（tastant）。静息时，味细胞的膜电位是-40～60 mV，当给予味质刺激时，可使不同离子的膜电发生变化，从而产生去极化感受器电位。与视觉、听觉等其他感官相比，味觉的传导速度最快，从进食到味觉表现最多只需要4.0 ms[12]。

1.2味觉传入通路

传入性味觉神经纤维的胞体位于膝状神经节内，与神经节一样含有假单极神经元。一部分传入性纤维起始于舌前2/3的味蕾，这些味觉纤维先伴随舌神经三叉神经行走，然后经过鼓索到达膝状神经节之后，随中间神经到达孤束核。舌咽神经的味觉纤维（支配舌后1/3轮状乳头）和迷走神经的味觉纤维（会厌）也到达孤束核。由此可见，味觉冲动由两侧的三组神经（Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ颅神经）向中枢传导，所以几乎不出现完全性失味觉[13]。

神经递质的逐级释放，是组成味觉传导的主要通路。在食物进入口腔后，舌神经最先感知，并将感觉通过神经元传输到鼓索，即三叉神经下颌分支。然后经过第Ⅰ级、第Ⅱ级、第Ⅲ级神经元的传导，深入下丘脑，最终在中央后回下部终止传递[14]。其中第Ⅰ级神经元传导路径：面神经干-膝状神经节;第Ⅱ级神经元传导路径：面神经的中间神经元-脑桥-孤束核;第Ⅲ级神经元传导路径：孤束核-内侧丘系-丘脑外侧核。

Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ是3对传导味觉信息的纤维，但无论是哪对纤维，其最终目的地都是孤束核，在这里中枢神经系统和纤维束可完成神经元的交换。交换后，经过孤束核-下丘脑-大脑皮层的神经传导，信息汇聚在岛叶区和岛盖部，该区域与社区联系密切，位于中央后回最外侧，这就是大脑中的味觉中枢，在此区域可综合分析味觉信息，并通过机体表达出来。

1.3味觉形成

味觉感受体在食物进入口腔后就受到刺激，经过Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级神经元的传导最终在大脑皮层味觉中枢加工分析，促使人体产生味觉[14]。 Brodmann 在1909年将皮质划分为52个区，其中味觉区（Brodmann43区）位于大脑优势半球的颞叶[15]。

2味觉与大脑认知功能的联系研究

2.1味觉在大脑中的定位研究

随着科技进步和神经影像学的发展，大脑中关于味觉中枢的定位技术发展迅速。在Faurion等[16]的报道中，对人体味觉区域进行 FMRI、平面回波成像分析，得到脑岛上部、导盖等区域存在着味觉激活区。之后在Kobayakawa等[17]的报道中，采用磁场对人体味觉中枢位置进行观察，用盐、糖精刺激患者味觉，检测到味觉中枢主要分布在顶叶导盖、岛皮质之间的区域，此外海马回、脑岛前部等位置也发现味觉激活区。O'Doherty等[18]研究发现，不同情绪刺激在人脑中的表现区域和形式也存在一定差异，分别用甜味、咸味表示愉快和不愉快，刺激味觉后得到：味觉的处理过程有额叶皮质的参与，额叶皮质中有着咸味和甜味的不同分区，同时在咸、甜表达中杏仁核也有参与。在医学技术的不断发展下，大脑皮层的味觉区域定位已经不能满足研究需求，很多学者将研究重点转向味觉和脑部功能的內部联系上。Cerf-Ducastel 等[19]是味觉与脑组织功能相关性分析的先驱，研究分析化学味觉、舌部躯体感觉与脑皮质组织的交互关系，参与者共12名，分别给予受试者舌体感觉刺激和化学味觉刺激，使用氯化钠、硫酸铝钾等进行测试。结果显示，无论是化学还是舌体感觉刺激，其激活区都在脑岛、中央前回、后回、导盖部位，这些区域同时被味觉信息激活，同时存在感觉表达交错现象。情绪性质不同，其味觉刺激类型也有差异，临床上主要分为愉悦、厌恶两大类味觉刺激，当味觉刺激出现后，人体本能产生的感情会影响进食的种类，这样有助于身体的营养均衡，同时激发人体趋利避害的本能，避免进食有毒物质。不同味觉刺激脑皮质的兴奋区域也存在差别，能够帮助检查者轻松定位味觉区域，同时有助于进一步分析食物摄取中枢调控机制与情绪过程机制的关系[20]。

2.2味觉刺激在大脑的功能区分析

为进一步了解味觉在大脑的功能区，很多学者做了大量的相关性研究。在Faurion等[21]学者研究中，通过分析 FMRI 检测数据，对左右利手、味觉皮质区的内在关系进行分析，用猴子进行实验发现结果与在人类身上结果具有一致性，脑岛两侧、侧裂旁区是味觉激活的主要区域，然后在对脑岛味觉刺激部位进行投照，进一步证实其与左右利手有关系。Barry 等[22]进一步分析激发右利手的味觉激活区域，给予脑皮质局部以电味觉刺激，发现在右半球岛皮质、中央后回、额叶等部位均是11个右利手的激活区。此外刺激舌头的任何部位，激活区并无较大变化，可见右利手激活区的分布相对均匀，并不会随着舌部刺激部位的改变而改变。再次对左半球局灶进行电味觉刺激，发现其优先区域在颞皮质上部，且味觉系统激活区、电味觉-激活血流动力学存在高度一致性，表明左半球局部特殊区域能够特定的处理电味觉刺激信息。此外有学者采用正电子发射体现象研究，对饥饿与大脑左右半球的激活先后顺序进行研究，发现在长期饥饿后给予食物，左半球优先受到刺激被激活，研究者认为这种现象可能与舌味觉的化学、物理刺激有关[23]。

2.3味觉与大脑皮层的关系

摄食、味觉功能两者有紧密联系，生理上的饥饿、饱腹感均会对味觉的脑功能产生影响。同一味觉刺激，在不同生理状态下刺激，会影响脑兴奋状态，促使研究者对味觉中枢调节机制有更进一步的了解，大量研究表明机体在饥饿、饱腹状态下对脑部味觉区域刺激产生的兴奋因子均有所不同。临床脑卒中患者，由于吞咽功能障碍，长期失去味觉刺激，为观察失去味觉后对大脑皮层的影响，一些学者对此展开了研究[24]。Aglioti等[25]尝试研究味觉导致的偏利现象。选择两个患者，其胼胝体都被切除，不同的是1例仍保留嘴部、膝部，给予2例患者酸味、咸味、苦味刺激，同时在舌头左侧和右侧分别进行刺激，试验后让患者写出这种刺激所产生的感受。结果显示不完全切除的1例患者，在舌两侧刺激得到的感觉准确，但左侧刺激得到的感觉更为准确。对同期选取的8例健康人员进行舌左侧和右侧的刺激，发现感觉时间相同，反应准确。然后对另外5例不完全切除胼胝体的患者重复上述刺激操作，结果显示，舌左侧、右侧分别进行刺激后，味觉信息都传输到左半球;同侧味觉刺激传输到左半球的功能更强;在健康人群中，胼胝体后部无论是左侧还是右侧味觉刺激后，传输导致左半球的能力都是相同的。结合由于单侧皮质受损而导致的单侧味觉缺乏现象也提示，从舌到皮质的传导路径是双侧分布的，有一特定单侧的优势，这种优势与个体差异有关。

2.4味覺对大脑认知功能的影响

在味觉研究中，国内外学者目前应用最多的是 fMRI 和 PET 技术[18-20]，影像学的发展为味觉研究打开了另一扇门。fMRI 成像方法，具有绿色无创伤性，分辨率和准确性都较高，而且能够反复进行操作，检测后能够清晰显示各个脑部分区，明确脑功能激活区的范围及大小，同时能够得到激活区的确切解剖部位[26]，因此这一检测脑部功能的方式建议在临床上推广使用。一些脑卒中患者，由于吞咽功能障碍，长期留置鼻饲管，缺乏有效的口腔味觉刺激，或导致患者认知功能下降，经 fMRI 成像方法，可了解味觉对患者脑功能激活区的影响。

3结语

味觉感官接受外部的刺激，直接反映外界事物特性的外部感觉，故味觉除影响患者摄食量、饱腹感和食欲外，味觉对大脑认知功能亦产生影响。通过对味觉的产生发生机制，以及味知觉在大脑功能区定位，味觉感受器感知味觉后，经一系列神经传导，并在大脑产生各种味觉，并促进大脑出现相应的神经内分泌功能，产生部分愉悦的或痛苦的刺激。部分脑卒中患者长期留置胃管，缺乏经口相应味觉刺激，患者不仅会出现味觉衰减，亦可能导致患者认知功能下降。本文回顾味觉感受、传递、产生味觉在脑功能区定位味觉缺失对患者认知的影响，相关研究目前未有学者提及。

[参考文献]

[1]陈银芳，谢家全，杨文登.味觉对判断与决策的影响及其机制[J].心理科学进展，2020，20（10）：1678-1687.

[2]韩彦琪，许浚，龚苏晓，等.基于味觉、嗅觉受体分子对接技术的中药性味物质基础研究的路径和方法[J].中草药，2018，49（1）：19-24.

[3]刘彩云，陶怡然.糖尿病与味觉损害的关系[J].国际口腔医学杂志，2018，45（3）：116-119.

[4]田星，肖淑婷，李宗军，等.口腔加工对于不同含盐量干腌肉蛋白质组分及味觉特征变化的影响[J].食品科技，2020，45（1）：184-191.

[5]Gs A，Adp B，Pc A .Sweet，umami and bitter taste receptors： State of the art of in silico molecular modeling approaches[J].Trends in Food Science & Technology，2020，96：21-29.

[6] R  Barragán，Coltell  O，O Portolés，et al . Bitter，Sweet，Salty，Sour and Umami Taste Perception Decreases with Age： Sex-Specific Analysis，Modulation by Genetic Variants and Taste-Preference Associations in 18 to 80 Year-Old Subjects[J].Nutrients，2018，10（10）：128-132.

[7]Hu Y，Majoris JE，Buston PM，et al.Potential roles of smell and taste in the orientation behaviour of coral-reef fish larvae： Insights from morphology[J].Journal of FishBiology，2018，142（21）：3620-3629.

[8]Yya B，Zw A，Kft A，et al.Bitter taste receptor T2R7 and umami taste receptor subunit T1R1 are expressed highly in Vimentin-negative taste bud cells in chickens[J]. Biochemical and Biophysical Research Communications，2019，511（2）：280-286.

[9]Dong SY，Dong SC，Alfhili MA，et al.Subunits of the DNA polymerase alpha-primase complex promote Notch- mediated proliferation with discrete and shared functions in C. elegans germline[J]. The FEBS journal，2018，285（14）：2590-2604.

[10]Fujikura，Kohei.Multiple loss-of-function variants of taste receptors in modern humans[J].Scientific Reports，2016，6（1）：20741.

[11]Bebbere D，Mossa F，F PaulammOpes，et al.Table of Contents，Volume 85，Issue 11，November 2018[J]. Molecular Reproduction and Development，2018，85（11）：807-808.

[12]Samyogita H，Raphael W，Arno V，et al.Shorter-lived neural taste representations in obese compared to lean individuals[J].Scientific Reports，2018，8（1）：11027.

[13]范洁，白薇琦.应用味觉带测量鼓索神经切断后味觉变化的研究[J].现代实用医学，2020，32（6）：728-729.

[14]卢斌斌，张启东，肜霖，等.梅子提取物味觉特征成分的感官导向分析[J].河南工业大学学报：自然科学版，2019，40（1）：68-71.

[15]张磊，金真，李科，等.动词联想及图片命名任务激活大脑语言功能区的 fMRI 研究[J].放射学实践，2013，28（3）：251-255.

[16]Faurion A，Cerf B，Le Bihan D，et al.fMRI study of taste cortical areas in humans[J].Ann N Y Acad Sci，1998，25（855）：535-545.

[17]Kobayakawa T，Ogawa H，Kaneda H，et al.Spatio- temporal analysis of cortical activity evoked by gustatory stimulation in humans[J].Chem Senses，1999，24（40）：201-209.

[18]O'Doherty J，Rolls ET，Francis S，et al.Representation of pleasant and aversive taste in the human brain[J]. J Neurophysiol，2001，85（32）：1315-1321.

[19] Cerf-Ducastel B，Van de Moorteie PF，MacLeod P，et al. Interaction of gustatory and lingual somatosensory perceptions at the cortical level in the human： A functional magnetic resonance imaging study[J].Chem Senes，2001，26（4）：371-383.

[20]Nicolas，Coquery，Paul，et al.fMRI-Based Brain Responses to Quinine and Sucrose Gustatory Stimulation for Nutrition Research in the Minipig Model： A Proof-of- Concept Study[J].Frontiers in Behavioral Neuroscience，2018，6（121）：1143-1154.

[21] Faurion A，Cerf B，Van De Morrtele PF，et al.Human taste cortical areas studied with functional magnetic resonance imaging evidence of functional lateralization related to handedness[J].Neuroics Lett，1999，15（277）：189-192.

[22]Barry MA，Gateby JC，Zeiger JD，et al.Hemisphericdominance of cortical activity evoked by focal electorgustator stimuli[J].Chem Senses，2001，26（32）：471-482.

[23]Enrica M，Fabio C，Paolo P，et al.A tasting experiment comparing food and nutritional supplement in anorexia nervosa[J].Appetite，2020，155（2）：104789.

[24]謝明国，刘姝芩，赵重博，等.基于静息态功能磁共振成像技术研究低频振幅下口服黄连苦味的中枢响应机制[J].中华中医药杂志，2017，10（12）：5613-5616.

[25] Aglioti SM，Tassinari G，Fabri M，et al.Taste laterality in the splitbrain[J].Eur J Nrurosci，2001，13（20）：195-200.

[26]李鑫，郎文娟，石锴，等.联合核磁共振3D CUBE T1高分辨率成像和磁敏感技术评估急性缺血性脑卒中患者的临床预后及其应用价值[J].中风与神经疾病杂志，2020，37（5）：10-14.

（收稿日期：2021-06-30）