Смакує добре? Почуття інформують мозок - але не кажіть усім одне і те ж

Картуючи, як тіло визначає смак, вчені виявляють підказки, які можуть допомогти людям краще харчуватися

2 серпня 2018 року о 5:45 ранку

Ведучий продовольчої мережі Ендрю Циммерн якось запитав Тарію Камеріно: "Який я на смак?" Це дивне питання. Але не для Камеріно. Цей шеф-кухар, що базується в Атланті, є одним із багатьох людей, які по-особливому відчувають свій світ.

Камеріно народився з синестезією (Sin-uhs-THEE-zhah). Це означає, що її почуття заплутані одне з одним. (Цей термін походить від грецьких слів syn, що означає разом, та estesis, що означає відчуття).

Пояснювач: Смак та смак - це не одне і те ж

Вихователі та батьки, підпишіться на шпаргалку

Щотижневі оновлення, які допоможуть вам використовувати Наукові новини для студентів у навчальному середовищі

Деякі синестети бачать кожну букву алфавіту певного кольору. Інші бачать фігури, коли чують музику. Мозок Камеріно пов’язує те, що вона бачить і чує, із ароматами. Ось як вона могла відповісти на незвичне запитання Циммерна.

"Я спостерігала, як він рухався", - згадує вона, і виявила, що на смак він підсмажений панцир креветок і сироп із лаврового листа. Її незвичайні сенсорні здібності дозволяють їй зрозуміти людей за допомогою їжі. Іноді вона використовує цей подарунок для допомоги людям. Деякі хвороби притупляють почуття своїх жертв. За допомогою Камеріно деякі, хто втратив значну частину свого смаку, відновили «більше зв’язку з [ним]».

Більшість людей не є синестетами. Але всі органи чуття працюють разом, щоб переробити смак. Вчені виявляють, як ці зв’язки впливають на те, що ми їмо. Вони також дізнаються, як приховані значення смаків можуть призвести до поведінки, від якої люди можуть захворіти, - або робити навпаки: заохочувати до здорового харчування.

Смаки несуть приховані значення

Здебільшого люди обробляють різні відчуття - смак, запах, слух, дотик та зір - у різних відділах кори головного мозку мозку (Seh-REE-brul). Це його крайній шар. Але всі органи почуттів розмовляють між собою за допомогою нейронних мереж. Це групи взаємопов’язаних клітин мозку, які називаються нейронами.

Сигнал між цими сенсорними клітинами дозволяє нам почути хрусткий хрускіт картопляної стружки і зрозуміти, що він свіжий. Або побачите пухкого персика і подумайте: "Нюм, це виглядає солодко!" Інформація, яку ми отримуємо від цієї балаканини, допомагає нам вирішити, що їсти.

Те, що і як ми приймаємо ці рішення, цікавить Джулі Меннелла. Вона працює в Центрі хімічних чуттів Monell у Філадельфії, штат Пенсільванія. Як біопсихолог (BY-oh-sy-KOL-oh-gist), вона вивчає, як на поведінку можуть впливати смакові уподобання, що розвиваються в дитинстві та ранньому дитинстві.

На початку історії людства здатність розпізнавати різні смаки та реагувати на них, не замислюючись, допомагала людям вижити. Солодкий смак, пояснює Меннелла, не просто радує. Це також повідомляє комусь, що їжа багата калоріями. Це важливо, оскільки калорії забезпечують енергію, необхідну для підживлення нашого тіла. Солоний смак свідчить про те, що їжа містить сіль - хлорид натрію. Це мінерал, необхідний для здоров’я кісток, особливо коли кістки ростуть у дитинстві.

Кислі та гіркі смаки також несуть в собі повідомлення - негативні, через які можна виплюнути їжу. Кислий смак говорив нашим предкам, що їжа може бути зіпсована. Гіркий смак міг означати, що їжа була отруйною.

Вам може сподобатися їсти кислі фрукти, такі як лимони або грейпфрути, або гіркі овочі, такі як ріпа або брюссельська капуста. Але ви, мабуть, з часом навчилися подобатися їх смакам.

Сьогодні більшості з нас не доводиться полювати або здобувати їжу, як це робили наші давні предки. У супермаркеті ми можемо знайти багато м’яса та фруктів - і чіпсів, і печива. Те, що вчені називають нашим харчовим середовищем, змінилося.

Однак наш мозок все ще дає нам сигнали, які керують нашим вибором їжі. І це може бути проблемою - особливо для дітей. У дослідженні 2016 року Меннелла виявила, що діти та підлітки віддають перевагу набагато солодшим смакам, ніж дорослим.

Ця перевага може спрямувати дітей на все життя до нездорового харчування. Ласун може призвести до переїдання - і ожиріння. Це також збільшує ризик розвитку когось із таких захворювань, як діабет. Сильна перевага солоної їжі також може сприяти переїданню. Це також пов’язано з такими проблемами зі здоров’ям, як високий кров’яний тиск. Такі проблеми зростають у заможних країнах світу. Вивчаючи смак, Меннелла та інші вчені шукають підказки про те, як ми сприймаємо їжу, сподіваючись навчитися перевертати ці ризики.

Хитрий смак

Деякі люди тягнуться до справді солодких речей. Інші, не так вже й багато. Вчені хотіли б знати, чи ми народжені з цими уподобаннями.

У власній роботі Меннелла виявила, що те, що батьки годують своїх немовлят, може впливати на симпатії та антипатії дитини в подальшому житті. Одне дослідження, проведене в 2011 році її групою, показало, що немовлята, яких годували підсолодженою водою, росли, віддаючи перевагу солодким напоям. Немовлятам, яким давали несолодку воду, цього не робили. Це говорить, за її словами, що вирізання солодких напоїв може допомогти немовлятам перерости в дітей без інтенсивного прагнення до солодких ласощів.

Її мета - не позбавити дітей усіх солодких ласощів. Що б це було весело? Натомість вона каже: "Ми намагаємося з'ясувати, чи зможемо ми змінити їх перевагу щодо додавання цукру". (Додані цукри - це ті, які виробники - або споживачі - додають до тих, які природно містяться у продуктах.)

Чи можна переконати дітей вибрати банан замість печива, наприклад? "Ми хочемо розкрити деякі таємниці того, як ми можемо змусити дітей любити здорову їжу", - каже Меннелла, - наприклад, скільки впливу на фрукти їм потрібно, перш ніж вони активно досягнуть фруктів.

Даніель Рід - поведінковий генетик у Монеллі, яка працює з Меннеллою. Її лабораторія також проводить дослідження смаку. Але Рід намагається з’ясувати, чи є генетична причина смакових уподобань. Чи ми народжуємось, що нам подобаються чи не подобаються надзвичайно солодкі чи солоні смаки? Наприклад, вона каже, чи люди, як правило, успадковують сильну перевагу певним смакам через свою генетику - або просто вчаться їм подобатися?

Рід вивчав однояйцевих близнюків. Люди, які виростають в одному домогосподарстві, вживаючи однакові продукти, можуть «навчитися» віддавати перевагу смакам, якими їх годували батьки. Щоб перевірити, чи вони натомість успадкували цю перевагу, вона порівнює братів і сестер. Однояйцеві близнюки мають однакові гени - і, як правило, одне домогосподарство, як і діти, - тому можна було б очікувати, що їхні смакові уподобання будуть подібними. Але чи однаково схожі смакові переваги як у братніх (неідентичних) близнюків, так і у братів і сестер, які не є близнюками?

В одному з досліджень 2015 року її команда підтвердила, що однояйцеві близнюки справді віддають перевагу подібним рівням солодкості більшу частину часу. На відміну від них, солодкі уподобання можуть сильно відрізнятися серед братських близнюків та не-близнюків. Рід робить висновок, що деякі аспекти того, як їжа смакує для нас, успадковуються.

І це стосується не лише солодкості, зазначає вона, але і гіркоти. Деякі люди можуть бути біологічно підключені, щоб знайти ріпу занадто гіркою для вживання. Інші можуть взагалі не вважати їх гіркими.

Рід каже, що людям, котрі народилися, віддаючи перевагу солодощам, можливо доведеться докласти більше зусиль, щоб уникнути їх переїдання. Але дітям, яким ріпа здається занадто гіркою, щоб їсти, не доведеться відмовлятися від усіх овочів. Їхні батьки можуть просто шукати альтернативи, які їм подобаються - наприклад, моркву чи горох.

Більше, ніж зустрічається з язиком

Дана Смолл - клінічний психолог з Єльського університету в Нью-Хейвені, штат Коннектикут. Вона вивчає, як мозок людей реагує на смак і запах, а також на два органи почуттів разом. Люди, як правило, вибирають смакові уподобання, зазначає вона, залежно від того, яка їжа доступна там, де вони живуть, або від того, що їм подавали у дитинстві.

Наприклад, американські діти "можуть виявити тарілку із смаженими помилками дуже відразливою", зазначає вона. "Але якби ви виросли в Індонезії, їли їх як закуску, ви навчилися б вважати їх смачними".

Як і Меннелла та Рід, Смолл намагається зрозуміти поведінку в їжі, яка може призвести до ожиріння та діабету. Її дослідження вивчають мозок людей, щоб побачити, як смаки та запахи впливають на їх сприйняття смаку.

Волонтери лежать у типі сканера мозку, відомому як апарат fMRI. (Ініціали означають функціональну магнітно-резонансну томографію.) Поки вони лежать там, інша машина скидає шматочки рідини в рот. Ці рідини містять різні ароматизатори. Ще один пристрій видає специфічні запахи по носу. Сканер fMRI показує, де активність мозку стрибає у відповідь на ці смаки та запахи. Ці мозкові сайти показують, як ми реагуємо на смаки та запахи.

В одному з досліджень 2015 року команда Small вивчила, як насичення - більше не голод - впливає на реакцію мозку на харчові сигнали. Дослідники закачували запахи та аромати молочного коктейлю, потім мак-сиру та сиру, в ніс і рот 32 добровольцям. Це викликало активність в області мозку, яка називається мигдалиною (Ah-MIG-duh-lah). Це область мозку, яка реагує на харчові сигнали, коли люди голодні. Малий каже, що це зазвичай зменшується після їжі. Проте, хоча всі її волонтери щойно їли, деякі з них все ще виявляли великий відгук на харчові сигнали. І виявилось, що ці люди, найімовірніше, набрали вагу протягом наступного року.

Малий ще не впевнений, як одного разу це дослідження може бути використано для боротьби зі шкідливим режимом харчування. Наразі вона каже: "Ми просто намагаємося зрозуміти, як діє нездорове харчування". Пізніше дослідники можуть працювати над зміною нездорових моделей.

Роль привабливих запахів продуктів

Тімоті Макклінток також вивчає роль запахів у визначенні смаку їжі. Як фізіолог (Fiz-ee-OL-oh-gist) з Університету Кентуккі в Лексінгтоні, він вивчає, як працюють різні частини тіла. Він працював над „картографуванням” клітин мозку, які реагують на запахи.

Для цього він замінює ген у певних нервових клітинах мишей. Ці нюхові клітини (Oal-FAK-tuh-ree) реагують на запахи випромінюючи світло - флуоресцируючи. Шукаючи цей світловий сигнал, він може помітити, яка нервова клітина пов’язана з яким рецептором запаху - і, отже, яким запахом. На сьогоднішній день МакКлінток "склав" рецептори на 10 різних запахів.

Якщо МакКлінток зможе дізнатися, які рецептори та запахи пов'язані між собою, це може допомогти дослідникам "розробити ароматизатори, які краще справлятимуть нас", говорить він. Використовуючи його дослідження, можливо, одного разу вчені зможуть "розробити хімічні речовини, які блокують рецептори, які ми не хочемо відчувати". Це може бути гарною новиною для онкологічних хворих, які проходять хімічну терапію - хіміотерапію - для боротьби зі своєю хворобою.

«Хемо» може змінити запах і смак продуктів у цих пацієнтів. Наприклад, це може надати персику солоного смаку, коли хтось очікував, що він буде солодким. Це спотворене почуття смаку, зазначає він, "може насправді скинути вас до такої міри, що ви не любите їжу". Це може навіть спонукати деяких пацієнтів припинити їсти - навіть незважаючи на те, що їх організм потребує енергії для зцілення.

Запах також впливає на смак і аромат, зазначає МакКлінток. Коли ви клюєте цей персик, його соки виділяють молекули запаху. Вони проходять через прохід, що проходить від вашого рота до великого відкритого простору, відомого як морська порожнина, в задній частині носа. Потім ці ароматичні молекули розчиняються у слизі, перш ніж зустрічатися з запашними рецепторами, приєднаними до сенсорних нервових клітин.

Кожен вид запаху вкладається в спеціальний отвір у рецепторах, які знаходяться високо в носовій порожнині. Коли молекули запаху досягають рецептора, нервові клітини в носі спрацьовують від електричних сигналів. Ці сигнали надходять до нюхової цибулини, яка є першою станцією обробки мозку для отримання інформації про запахи. Звідти сигнал надходить до мозкової системи, яка має справу з емоціями. Інші нерви передають цю інформацію до нюхової кори головного мозку, області мозку, де відбувається більше обробки запахів.

Решта наших почуттів також бере участь у смаку. Коли ви дивитесь на шматочок піци, зоровий нерв у задній частині ока передає повідомлення про це зоровій корі мозку. Це дає вам перший підказку про те, чого очікувати від його смаку, говорить МакКлінток. Коли ви кладете піцу в рот, вона, мабуть, ще тепла від духовки. Це температура, яка є частиною дотику. Важливо також присмачити, каже МакКлінток. Порівняйте свою теплу піцу з холодною залишком шматочка. Теплий має більше смаку - частково тому, що рецептори смаку посилають сильніші повідомлення в наш мозок.

Смак на допомогу

Нещодавно Камеріно, кухар-синестетик, допоміг вирішити деякі занепокоєння МакКлінтока щодо здоров’я хворих на хіміотерапію. На конференції в Університеті Кентуккі кухарі та вчені, такі як МакКлінток, обговорювали, як смак відіграється в нашому мозку.

Запитання в класі

Пізніше Камеріно приготувала десерт, який, як вона сподівалася, припаде до смаку хворим на рак на хіміотерапії. Блюдо являло собою пиріг, приготований з апельсинами та заправлений соусом із подрібненого базиліка та фісташок. Камеріно вважала, що цитрусовий аромат апельсинів переріже металевий смак, який, як вона знала, переживають деякі пацієнти з хіміотерапією. І вона думала, що вони могли б якось «відчути» базилік на верхівках рота, навіть якщо вони не змогли його скуштувати.

Результат був багатообіцяючим: онкологічні пацієнти оцінили її творіння "чудовим і несподіваним!"