Исследования показывают, что островковая часть мозга играет ключевую роль в том, как мы воспринимаем вкус
И манго, и персики на вкус в основном кислые, но их аромат помогает различать их вкус. Новое исследование выявило область мозга, которая отвечает за восприятие запаха и вкуса.
Вкус и обоняние настолько тесно связаны, что запах любимых продуктов пробуждает их вкус без каких-либо сознательных усилий.
Теперь сканирование мозга и машинное обучение впервые позволили точно определить область, ответственную за это сенсорное совпадение у людей, область, называемую островком, сообщают исследователи 12 сентября в журнале Nature Communications.
Полученные результаты могут объяснить, почему люди так любят определенные продукты или отказываются от них, говорит Иван де Араужо, нейробиолог из Института биологической кибернетики имени Макса Планка в Тюбингене, Германия.
«Запах и вкус ассоциируются с того момента, как мы что-то откусываем», — говорит Путу Агус Хорисантоно, нейробиолог из Каролинского института в Стокгольме. Некоторые пищевые химикаты активируют рецепторы вкуса сладкого, соленого, кислого, горького или умами на языке. Другие проникают через небо, активируя рецепторы запаха в задней части носа. Эти “ретроназальные запахи” и отличают, например, манго от персиков. По словам Хорисантоно, у обоих вкус в основном кислый, “но на самом деле их отличает аромат”.
Мозг комбинирует эти сигналы, чтобы создать наше ощущение вкуса, но ученые изо всех сил пытались определить, в каком отделе мозга это происходит.
В ходе нового исследования Хорисантоно и его коллеги давали 25 людям по капле напитка, предназначенного для активации только их вкусовых рецепторов или ретроназальных рецепторов, одновременно сканируя активность мозга в течение нескольких сеансов. Ранее участники научились ассоциировать сочетание запахов и вкусов с определенными ароматами.
Затем команда ученых сузила список областей мозга-кандидатов, выделив из результатов сканирования различные участки мозга и используя каждый из них для обучения алгоритмов машинного обучения. Во-первых, алгоритмы научились определять разницу между реакцией мозга на сладкий или пикантный вкус. Затем Хорисантоно проверил способность алгоритмов угадывать, какой запах почувствовали участники, основываясь на изображениях мозга.
По словам Хорисантоно, один из наиболее эффективных алгоритмов был разработан на основе изображений, полученных из области мозга, называемой островковой оболочкой, которая, как считалось ранее, реагирует только на вкусовые компоненты аромата. Это означало, что при ощущении ретроназального аромата или вкуса, связанного с одним и тем же вкусом, островковая часть мозга выглядела на снимках одинаково и, вероятно, одинаково интерпретировала сигналы запаха и вкуса. Другие области, по-видимому, получают вкусовые сигналы от островка, но островковая часть — это самая ранняя стадия обработки вкуса, говорит Хорисантоно.
Островковая часть контролирует работу внутренних органов, таких как желудок и кишечник, и подсознательно влияет на наши привычки в еде и на то, как мы относимся к своему телу. Но его особенно трудно изучать из-за его расположения глубоко в мозге. Исследования на грызунах показали, что островковая оболочка обрабатывает запахи, при этом некоторые клетки избирательно реагируют на сочетания запахов и вкусов, что указывает на их роль в обработке вкусовых ощущений.
По словам де Араужо, было невозможно изучить его функции у людей, поскольку сложные вычислительные и статистические методы, использованные в этом исследовании, в прошлом были недоступны.
Хорисантоно тестировал только ретроназальные запахи, но запахи, которые вызывают тягу к еде, когда мы проходим мимо сырного отдела или ресторана, активируют рецепторы в передней части нашего носа. Сейчас он проверяет, активируют ли эти запахи также островковую часть.