← Huberman Lab

味觉感知与糖渴求的生物学 | Charles Zuker 博士

The Biology of Taste Perception & Sugar Craving | Dr. Charles Zuker

第81期2022-07-18简体中文

嘉宾:Charles Zuker

收听本集00:00 / 2:12:27
阅读设置
按你的习惯阅读
正文字号
下载播客精读
把这一篇,带走慢慢读

中文 · 精读 · 当前版本

下载功能还未开放

全文文稿 · 按对话顺序保留完整内容,深入理解上下文。

本篇目录3 章节§01文字稿——第 1 部分§02文字稿——第 2 部分§03文字稿——第 3 部分

§01文字稿——第 1 部分

Andrew Huberman:欢迎收听 Huberman Lab 播客,我们在这里讨论科学以及基于科学、可用于日常生活的工具。我是 Andrew Huberman,斯坦福大学医学院神经生物学与眼科学教授。今天的嘉宾是 Charles Zuker 博士。Zuker 博士是哥伦比亚大学医学院生物化学与分子生物物理学教授,同时也是神经科学教授。Zuker 博士是世界顶尖的感知研究专家之一,也就是研究神经系统如何把外部世界的物理刺激转化为神经系统内部的事件,而这些事件就构成了我们所理解的嗅觉、味觉、视觉、触觉和听觉。Zuker 博士的实验室在感知领域完成了大量开创性、突破性的工作。很长一段时间里,他的实验室研究视觉,确定了那些能把光转化为眼睛其他部分和大脑可以理解的信号的受体本身。近些年,他的实验室主要聚焦于味觉感知,事实上,他的实验室发现了许多味觉受体,正是这些受体让我们感知到甜、酸、苦、咸和鲜味,也就是食物中的鲜美滋味。Zuker 博士的实验室还在口渴感方面做出了突破性的工作,也就是神经系统如何判断我们是应该摄入更多液体,还是拒绝别人递给我们的液体。Zuker 博士实验室工作的一个关键特点是,它连接了大脑与身体。正如你们很快会在今天的讨论中了解到的,他的实验室发现了一组独特的感知糖的神经元,它们不仅存在于大脑中;另有一组独立的神经元在身体内部感知甜味和糖,而且导致我们寻求糖的大脑与身体之间的大量沟通,都发生在我们的意识察觉之下。由于在神经科学领域的发现,Zuker 博士获得了大量享有盛誉的奖项和任命。他是美国国家科学院、美国国家医学院以及美国科学促进会的成员。他还是霍华德·休斯医学研究所的研究员。对于不熟悉所谓 HHMI,也就是霍华德·休斯医学研究所的朋友,霍华德·休斯医学研究所的研究员是通过极其激烈的竞争选出来的,而且他们每五年都必须重新接受评审,证明自己值得继续被任命为霍华德·休斯研究员。Zuker 博士自 1989 年起就是霍华德·休斯研究员。对于今天这期播客的观众和/或听众来说,这一切意味着,你们将从世界级的感知与味觉专家那里,了解神经系统及其创造感知的能力,尤其是味觉感知和糖感知。我确信,到今天播客结束时,你们不仅会对我们的感知,尤其是对味觉的感知,有更深的理解,而且还会理解我们如何在内部构建出周围整个世界的表征,并由此理解我们如何体会自己的人生经历。在开始之前,我想强调,这个播客独立于我在斯坦福的教学和研究工作。不过,它是我希望并努力向公众免费提供有关科学及科学相关工具的消费者信息的一部分。秉承这一主旨,我要感谢今天播客的赞助商。现在开始我与 Charles Zuker 博士的对话。Charles,非常感谢你今天来参加节目。

Charles Zuker 博士:我的荣幸。

Andrew Huberman:我想问你很多与味道和味觉感知相关的问题,不过也许先从这里开始吧:因为你研究过神经科学中许多不同的课题,不只是味觉,你是如何看待感知的?或者更确切地说,世人应该如何看待感知?它与感觉有何不同?又是什么造就了我们在视觉、听觉、味觉等方面的生活体验?

Charles Zuker 博士:大脑是一个非凡的器官,它大约只占你体重的 2%,却消耗你全部能量和氧气的 25% 到 30%,而且它会转化为心智,而这个心智改变了人类的处境。它改变、它把恐惧转化为勇气,把从众转化为创造力,把悲伤转化为快乐。这到底是怎么发生的?大脑面临的挑战在于,世界是由真实的事物构成的。这是一个玻璃杯,这是一根线,这是一个麦克风。但大脑只由神经元构成,而神经元只理解电信号。那么,你如何把这种现实转化为只不过是电信号的东西,而这些电信号现在又必须代表整个世界?这个过程,我们可以在操作层面上定义为感知。在各种感官中,比如嗅觉、气味、味觉、视觉,我们可以非常直接地把检测与感知区分开来。检测就是这样一个过程:你拿一个糖分子,放到舌头上,然后一组特定的细胞感知到这个糖分子。这就是检测。你还没有感知到任何东西。那只是你舌头上的细胞在与这种化学物质相互作用。但接着这个细胞被激活,向大脑发送信号,于是检测被转化为感知。而试图理解这是如何发生的,一直是我整个神经科学生涯中近乎痴迷的动力。大脑最终是如何把检测转化为感知,从而指导行动和行为的?这样说清楚吗?

Andrew Huberman:非常清楚,这是一个非常清晰而优美的描述。与此相关的一个比较宏观的问题——

Charles Zuker 博士:好

Andrew Huberman:……然后我想我们可以深入一些中间步骤。

Charles Zuker 博士:好。

Andrew Huberman:我想很多人都想知道,我对你衬衫颜色的感知,和你对自己衬衫颜色的感知是否相同。

Charles Zuker 博士:多好的问题。我猜到你要往哪个方向说了,我可以打断你吗?好,很好。

Andrew Huberman:这个播客欢迎打断。观众总是会因为我打断你而惩罚我——

Charles Zuker 博士:很好

Andrew Huberman:……却永远不会因为你打断我而惩罚你。

Charles Zuker 博士:我喜欢这种单向惩罚。根据我之前告诉你的,大脑试图表征世界,所依据的只是把这些信号转化为电的语言,然后由神经元来编码和解码,由此可以推出,你的大脑和我的大脑不同,因此也可以推出,即使接收到相同的感觉线索,你感知世界的方式也一定和我不同。明白吗?我给你讲一个实验,一个简单却精妙的实验,它展示了我们如何以不同的方式感知世界。在视觉领域,正如你非常清楚的,我们有三类光感受器神经元,感知三种基本颜色:红、蓝、绿。如果按波长从短到长排列,就是蓝、绿、红。这三种就足以涵盖整个可见光谱。我拿三台投影仪,用其中一台向一块宽屏幕投射红光,另一台投射绿光。我把两束光重叠,屏幕上就会呈现黄色。好,这就是红光和绿光两束光叠加的效果。然后我拿第三台投影仪,装上一个滤光片,在那束混合光的旁边投射出光谱纯的黄色。我请你走到红光和绿光投影仪那里,调节亮度旋钮,让你投射出来的黄色与旁边光谱纯的黄色相匹配。这样说得通吗?

Andrew Huberman:完全说得通。

Charles Zuker 博士:然后我会记下这两个亮度旋钮上的数值。接着我请下一个人做同样的事。然后我请纽约炮台公园这一带的每个人都做同样的事。你猜怎么着?我们最终会得到成千上万种不同的数值组合。

Andrew Huberman:太神奇了。

Charles Zuker 博士:是的。所以,对我们所有人来说,它都足够黄,足以让我们使用共同的语言。但对我们每个人来说,那种黄色都会有极其细微的差别。明白吗?所以我认为,这个简单的心理学实验非常漂亮地说明了我们确实在以不同的方式感知世界。

Andrew Huberman:我很喜欢这个例子,不过在这个例子里,我们知道构成颜色的基本元素。如果我们转到一种稍微不同的感官,我挑一个难的。比如——

Charles Zuker 博士:声音

Andrew Huberman:……声音或嗅觉。

Charles Zuker 博士:是的。那样就很难做一个实验,让我们达到那种程度的精细度和漂亮的因果关系,从而能证明 A 产生并导致 B。如果我让你闻一朵玫瑰,你可以向我描述它。如果我闻同一朵玫瑰,我也可以描述它。但我没有办法知道我们俩的体验是否相同。不过它足够接近,我们俩基本上都可以说它具有以下这些特征或其他决定因素。但毫无疑问,你的体验和我的不同。

Andrew Huberman:这种差异足以让我们俩都生存下来,你对黄色的感知和我对黄色的感知,至少到目前为止,足以让我们俩都生存下来——

Charles Zuker 博士:没错

Andrew Huberman:……这让我想到我们的一位同事、加州理工学院的 Marcus Meister 说过的一句话。他从没上过这个播客,但我曾读过 Marcus 写的一篇综述,他在里面说,感知的基本功能是把我们的行为反应划分为三种基本情绪反应下游的结果。好吃,我喜欢。恶心,我讨厌。或者,嗯,无所谓。

Charles Zuker 博士:是的。

Andrew Huberman:你怎么看——我并不是想在 Marcus 不在场的情况下挑起你们之间的争论。

Charles Zuker 博士:我明白。

Andrew Huberman:但我喜欢这个说法的地方在于,我们知道大脑在某种意义上是一个非常节俭的器官,尽管它的代谢需求很高。而个体之间感知上的这种差异,一方面似乎是个问题,因为我们每个人看到的东西在字面意义上都不一样,可我们照样能正常运转。我们运转得足够好,让我们大多数人得以避开——

Charles Zuker 博士:是的

Andrew Huberman:……死亡、悬崖、吃下毒物等等,而且但愿还能享受生活的某些方面。

Charles Zuker 博士:是的。

Andrew Huberman:那么,我们能否对大脑做出一个概括性的陈述:它不仅是一个产生感知的器官,不仅是一个让我们活下去的器官,也是一个试图把我们的行为归入几大类结果的器官?

Charles Zuker 博士:我认为可以。不过话说回来,我也非常敬重 Marcus,我认为他说得对,大体而言,你可以把很多行为归入这些真正的类别,而对野外的动物来说,这 100% 很可能就是事实,它们面临的选择未必是二元的,但都非常独特而分明。我想吃这个吗?我想杀死那个吗?我想去那里,还是想来这里?我们人类很久以前就偏离了那个世界,学会了以另一种方式体验生活,我们会做一些本不该做的事。

Andrew Huberman:有些人比其他人更甚。

Charles Zuker 博士:正是如此。在我自己研究的味觉领域,野外的动物会喜欢吃苦的东西,这种可能性是不可想象的。可我们却喜欢汤力水。我们喜欢游走在边缘。我们喜欢享受体验。这让我们成为人,而这超出了那组简单的类别,也就是好吃、恶心、嗯,谁在乎?所以我觉得这个分类框架不算差,但对于我们人类的所作所为来说,它肯定过于还原论了。

Andrew Huberman:我同意,而且既然我们就在纽约,我可以说,纽约的众多选择、种类繁多的食物和动植物,解释了我们观察到的许多更微妙的行为。我们来聊聊味觉吧,因为虽然你在视觉领域做了大量工作,那也是我热爱的课题,我们可以聊上一整天,但味觉非常迷人。首先,我想知道你为什么从研究视觉转向研究味觉,也许在讲述的过程中,你可以向我们说明,为什么我们应该思考味觉这种感官,以及应该如何思考它。

Charles Zuker 博士:正如我之前强调的,我的目标一直是理解大脑是如何施展它的魔法的。你可能会问,是哪一部分?理想情况下,我希望能帮助理解它的全部。你如何编码和解码情绪?你如何编码和解码记忆和行动?你如何做决定?你如何把检测转化为感知?这个清单可以一直列下去。但正如你所知,科学中的关键之一,是确保你始终提出正确的问题,这样你才有可能回答它。因为如果这个问题无法处理,或者无法简化成一条能帮你解决它的实验路径,那么我们最终做的可能是一些非常有趣的科学,却未必能回答我们想研究的重要问题。说得通吗?好。

Andrew Huberman:从亲身经历来说,是的。最难的问题、最重要的问题就是:你要试图回答什么问题?

Charles Zuker 博士:没错。

Andrew Huberman:对。当然。

Charles Zuker 博士:所以,比如说,我很想理解同理心的神经基础。

Andrew Huberman:这方面需求很大。

Charles Zuker 博士:百分之百。但在分子层面上,这正是我们做的事,我甚至都不知道该从何下手。你大脑中的回路是如何产生那种感受的?我完全不知道该怎么研究。我可以想出一些思考它的方式,但我想理解的是,你大脑中是什么让一个人成为伟大的慈善家。爱的神经基础是什么?我甚至不知道从哪里开始。所以,如果我想开始研究这些涉及大脑诸多方面的脑功能问题,我需要选择一个能给我提供那扇窗口的问题,而且要以一种能让我提出可以得到答案的问题的方式。在各种感官中,有的能够把检测转化为感知,能被储存为记忆,能产生情绪,能根据内部状态给你带来不同的行动和感知。当你饥饿时,东西尝起来与你吃饱时截然不同。这是怎么回事?为什么?当你尝到某样东西,你会想起和初次约会对象共进的那顿美妙晚餐。这是怎么发生的?好。所以,如果我想开始探索大脑所做的所有这些事情,我觉得我必须选择一种感觉系统,它的输入—输出关系的组织方式要有一定程度的简单性,同时又仍然可以用来探讨大脑最终必须计算、编码和解码的每一个问题。而在我开始研究这个领域的时候,味觉系统值得注意的地方在于,人们对味觉的分子基础一无所知。我们知道,我们能尝出通常被定义为五种基本味觉品质的东西:甜、酸、苦、咸和鲜味。Umami(鲜味)是一个日语词,意思是好吃、美味,在几乎每一个动物物种中,它都是氨基酸的味道。在人类中,它主要与 MSG,也就是谷氨酸钠的味道相关,特指其中一种氨基酸。

Andrew Huberman:举个例子来说,有哪些——

Charles Zuker 博士:嗯

Andrew Huberman:……富含能引发鲜味刺激的食物?

Charles Zuker 博士:海藻、番茄、奶酪。

Andrew Huberman:好的。

Charles Zuker 博士:它是一种很好的增味剂。它丰富了我们的感官体验。所以这个系统的美妙之处在于,输入通道只有五条。甜、酸、苦、咸和鲜,而且每一条都有预先确定的意义。你生来就喜欢糖、不喜欢苦。你别无选择。这些是硬连线的系统。当然,你可以通过学习变得不喜欢糖、喜欢苦味。但在野外,我们先把人类排除在外,这些是 100% 预先决定的。你生来就对每种味道带有那种特定的效价。甜、鲜和低盐是有吸引力的味觉品质。它们会引发欲求反应。我想摄入它们。而苦和酸则天生注定是令人厌恶的。

Andrew Huberman:我能稍微打断你一下——

Charles Zuker 博士:可以

Andrew Huberman:……就这一点问个问题吗?

Charles Zuker 博士:可以。

Andrew Huberman:某种味道令人欲求,另一种味道令人厌恶,而且这些都是硬连线的,那么我们能否假设,很苦的感觉,或者说口腔中苦味受体被激活,会激活一个神经回路,导致闭嘴、缩舌、身体后缩,而甜的味道实际上可能会诱发更多的舔舐?

Charles Zuker 博士:百分之百。你说对了。舌头上识别甜味的受体与识别苦味的受体被激活后,会启动一整套行为程序。这个程序,我们可以称之为欲求或厌恶,它由许多不同的子程序组成。就苦味而言,在动物身上很容易就能观察到它们的发生,因为你做的第一件事是停止舔舐,接着露出不悦的表情,然后眯起眼睛,再然后开始作呕。而这一整套反应,都是由一个苦味分子激活你舌头上一个感知苦味的细胞所引发的。

Andrew Huberman:太不可思议了。

Charles Zuker 博士:这又是大脑的魔力,它能够对仅仅是一种简单而非常独特的感觉刺激做出反应,编码和解码出这些非凡的行动和行为。现在我要说的是,这五种基本味道的组合满足了机体所有的饮食需求。甜,确保我们获得适量的能量。鲜,确保我们获得蛋白质,另一种必需营养素。咸,这三种令人欲求的味道中的一种,确保我们维持电解质平衡。苦,防止摄入有毒、令人恶心的化学物质。野外几乎所有尝起来苦的东西都对你有害。而酸,很可能是为了防止摄入变质的、酸败的、发酵的食物。就这些。这就是我们所面对的味觉组合。当然,基本味道和风味是有区别的。风味是整体体验。风味是多种味道结合在一起,再加上气味、质地、温度、外观,共同带给你我所说的完整感官体验。但我们科学家需要把问题简化为基本元素,这样才能先把它拆开,再重新组合起来。所以当我们思考味觉,并试图弄清这些信息通道如何从你的舌头通往你的大脑、它们如何传递信号、如何被整合、如何触发所有这些不同的行为时,我们会把它们视为各自独立的品质。所以我们给动物甜味,或者给它们苦味,给它们酸味。我们避免混合,因为发现的第一阶段是要清楚自己想提取的是什么,这样你才有希望通过弄清 A 是如何到 B、到 C、再到 D 的,做出有意义的贡献。这样说得通吗?

Andrew Huberman:说得通。几乎就像用原色来创造出完整的色谱。

Charles Zuker 博士:正是。

Andrew Huberman:在我问你味觉和风味感知的第一、第二和第三阶段之前——

Charles Zuker 博士:好

Andrew Huberman:……有没有观点认为基本味道可能不止五种?

Charles Zuker 博士:有。比如说,脂肪呢?

Andrew Huberman:我很喜欢那个味道。

Charles Zuker 博士:哦,你也喜欢脂肪。

Andrew Huberman:我也喜欢脂肪的口感,尤其是稍微烤焦一点的。在南美,我去布宜诺斯艾利斯的时候发现,一顿饭快结束时,他们会把牛排边上切下来的边角肥肉拿去稍微烤焦,再端回来给我,我当时想:「真恶心。」然后我尝了一口,结果美味极了。

Charles Zuker 博士:确实。

Andrew Huberman:没有什么能与之相比。

Charles Zuker 博士:这又回到了之前那个观点,我们喜欢游走在边缘。Andrew,我们喜欢做本不该做的事。不过话说回来,看看你那身肌肉。

Andrew Huberman:我不建议任何人吃纯脂肪。这个播客的听众马上就会……我敢肯定很快就会有一个 YouTube 视频说我喜欢吃纯脂肪。我没有在吃生酮饮食之类的。但脂肪确实好吃。

Charles Zuker 博士:确实。

Andrew Huberman:这个国家存在的肥胖问题就是证据。

Charles Zuker 博士:是的。我们稍后会谈到这一点,谈到肠—脑轴。我认为讨论这个很重要,因为它是味觉系统的另一面。所以,缺失的味道中,一个就是脂肪。不过,正如你明确指出的,很多所谓的「脂肪味」,加引号的,其实是脂肪在舌头上滚动的感觉。所以有一个很有说服力的观点认为,我们所说的脂肪味,很大一部分其实是机械感觉,是躯体感觉细胞。这些细胞不是对味道做出反应,而是对脂肪分子在舌头上滚动产生的机械刺激做出反应,从而给你带来脂肪的感知。

Andrew Huberman:我很喜欢这个观点:无论是否存在专门的脂肪受体,都存在对脂肪的感知。

Charles Zuker 博士:没错。

Andrew Huberman:主要是因为它唤起了稍微烤焦的脂肪那种味道的感觉和画面。

Charles Zuker 博士:比如说。另一个你可以拿来讨论的是金属味。我确切地知道它尝起来是什么味道。如果你让我解释,我会很难说清楚。有哪些「颜色」的调色板能让我定义它?这不容易,但我确切地知道它尝起来是什么味道。拿一枚硬币放进嘴里,你就知道那是什么味道,对吧?

Andrew Huberman:或者血。

Charles Zuker 博士:或者血。这是另一个很好的例子。那么,真的存在金属味的受体吗?还是说它只不过是现有通道被激活后的某种奇妙组合?把它们想象成信息通道,彼此独立的通道。就像钢琴的琴键,对吧?甜、酸、苦、咸、鲜。你弹一个键,就激活了那一根弦,而那一根弦,在钢琴的情况下会产生一个音符、一段旋律,在味觉的情况下则会引发一个行动和行为。但当你同时弹很多键时,就会涌现出某种不同于其中任何一个部分的东西。所以有可能,比如说,金属味代表的是这些活动恰好按正确比例的组合——

Andrew Huberman:有道理

Charles Zuker 博士:……这些其他通道的活动。

Andrew Huberman:有道理。而且你的钢琴例子恰好为我接下来想谈的内容提供了完美的过渡,那就是请你描述一下一系列神经事件——

Charles Zuker 博士:嗯

Andrew Huberman:……如何导致味觉这种感知事件。而且我确信,在这个过程中,你会顺带回答这样一个问题:我们的舌头上是否真的在不同位置分布着不同的味觉受体——

Charles Zuker 博士:是的

Andrew Huberman:……或者在口腔的其他地方。

Charles Zuker 博士:是的。那我们先来破除那个古老的传说和迷思。

Andrew Huberman:那是谁提出来的?

Charles Zuker 博士:说法有很多,但最普遍的一种是,最初有一幅图描绘了舌头对不同味道的敏感性。想象一下,我可以拿一根棉签。这是一个思想实验,好吗?我把棉签蘸上盐,蘸上奎宁作为苦味物质,蘸上葡萄糖作为甜味物质。然后我拿着这根棉签,请你伸出舌头,开始在你的舌头上四处移动,问你:「你感觉到了什么?」接着我会改变盐量或苦味物质的浓度,问:「我能不能得到某种对不同味道的敏感性图谱?」后来出现的观点是,很有可能这些数据在绘图时被错误地转述了。当然,这催生了一整个产业。这就是让你的葡萄酒体验最大化的方法,因为我们现在要把你用来喝酒的器皿做成特定形状,让它最大程度地作用于所谓分布在那里的受体。好吧。事实上,根本不存在舌头味觉地图。好吗?我们的味蕾分布在舌头的各个部位,所以确实存在一张味蕾分布图。但每个味蕾大约有 100 个味觉受体细胞,而这些味觉受体细胞可以分为五种类型。甜、酸、苦、咸或鲜。而且在大多数情况下,所有味蕾都包含全部五种味觉品质。当然,毫无疑问,某些味道存在轻微的偏向。比如苦味在舌头的最后部特别富集,这其中有目的论上的依据,实际上也有生物学上的依据。那是你吞下坏东西之前的最后一道防线。所以,让我们确保舌头最后部有大量这类报告坏消息的受体,这样一旦它们被激活,你就能触发呕吐反射,把这个否则可能会要你命的东西吐掉。明白吗?

Andrew Huberman:很有道理。

Charles Zuker 博士:但那种认为所有甜味都在前部、咸味都在两侧的观念,并不是真的。而且它们……你说。

Andrew Huberman:哦,我只是想问,首先,谢谢你破除了这个迷思。

Charles Zuker 博士:嗯。

Andrew Huberman:我们会尽可能广泛地传播这个信息,因为我认为这是与味觉有关的头号迷思。

Charles Zuker 博士:是的。

Andrew Huberman:另一个问题是,口腔的其他地方有味觉受体吗?比如嘴唇上?

Charles Zuker 博士:上腭有。嘴唇没有。所以味觉受体分布在口腔最后部的咽部、舌头和上腭。而且上腭富含甜味受体。

Andrew Huberman:嗯。下次吃甜食的时候我得留意一下。

Charles Zuker 博士:是的。当你把它往上顶的时候。对吧?

Andrew Huberman:嗯。

Charles Zuker 博士:重要的是,在找到这五种味道的受体之后——这些检测器,也就是感知甜、酸、苦、咸、鲜的分子,它们是受体,是位于味觉受体细胞表面、与这些化学物质相互作用的蛋白质。一旦它们发生相互作用,就会触发细胞内一连串的生化事件,然后细胞发出一个电信号,表示「这里有甜味」,或者「这里有咸味」。有了这些受体之后——我的实验室鉴定出了全部五大基本味觉类别的受体:甜、苦、咸、鲜,以及最近的酸,由此补全了整个味觉组合——你就可以利用这些受体,以非常严格的方式真正绘制出它们在舌头上的分布位置。这不再是用棉签去试着弄清你感觉到了什么,而是看你舌头上实际有什么。这不是猜测。这现在是一张实体图谱,告诉你甜味受体在这里,苦味受体在这里。当你这样做时,你会发现,事实上,你整个口腔中的每一个味蕾都含有所有基本味觉类别的受体。

Andrew Huberman:太神奇了。而且事实证明,我相信你会告诉我们,这一点对于思考大脑如何计算、编码和解码我们称之为味觉的东西很重要。

Charles Zuker 博士:是的。

Andrew Huberman:在我们回到生物回路之前,我想插入一个快速的问题,我相信很多人都想知道:很多人,包括我自己,都有过喝一口太烫的茶或咖啡的经历。我会把它描述为烫伤了舌头。

Charles Zuker 博士:太难受了。

Andrew Huberman:太难受了,而且之后有一段时间我的味觉都会受到干扰。

Charles Zuker 博士:是的。

Andrew Huberman:当我经历这种现象,这种不幸的现象时,我是破坏了会再生的味觉受体,还是以某种方式用温度扭曲了回路的功能,导致我尝到的味道和之前不一样了?

Charles Zuker 博士:很好的问题,答案是两者都有。事实证明,你的味觉受体只能存活大约两周。顺便说一句,这是有道理的,因为舌头这个器官持续暴露于你能接触到的一切东西,从最美好的到最可怕的都有。

Andrew Huberman:发挥你的想象力吧。

查尔斯·祖克博士:所以你需要确保这些细胞始终以某种方式不断再生,让我能以正确的方式重新体验这个世界。还有其他器官也遵循同样的底层逻辑,好吗?你的消化道、你的肠道也是这样。是的,很神奇。同样,它们接收你摄入的一切,天知道里面有什么,从最辣的、到味道最可怕的、再到最美味的。而且同样,那些肠道细胞的职责最终是吸收所有这些营养并把它们带入身体,它们也以非常、非常快的周期更新。好吗?你鼻子里的嗅觉神经元是另一个例子。所以,第一,是的,你烫伤了很多细胞,这些细胞就完了。好消息是它们会长回来。但我们知道,当你被茶烫伤细胞时,它们会在 20 分钟、30 分钟、一小时内恢复。而这些细胞并不是在那个时间框架内更新的。它们不会听从你的需要。它们有自己的内部时钟。好吗?所以你确实在影响它们,你以一种它们可以恢复的方式损伤了它们,然后它们会回来,而你同时也损伤了你的躯体感觉细胞。这些细胞是感受事物的,而不是品尝事物的。好吗?然后你等半小时左右,然后,天哪,谢天谢地,一切恢复正常了。

安德鲁·休伯曼:是的。而且大多数时候,我甚至没有注意到这种转变,正如你告诉我的那样才意识到。稍后我会问你气味和味道之间的关系。但作为沿着这条通路的下一步,假设我摄入了某种东西,我们简单点,一种甜味。

查尔斯·祖克博士:我们让它更简单一些,但同时也许信息量更大。在追踪甜味和苦味从舌头到大脑的路线时,我们把二者对比一下。首先,这两者会引发截然相反的行为。如果我们必须找出两种代表两个极端的感官体验,那就是甜和苦。没有哪两种颜色代表两个极端,因为你可以说黑和白,它们是两个极端。一个只检测一种东西,另一个检测所有东西。但它们并不引发不同的行为。

安德鲁·休伯曼:对。就连政党之间也有一些重叠。

查尔斯·祖克博士:甜和苦是感官谱系的两个相反端点。一种味道可以由两个特征来定义。再说一次,我是个还原论者,所以我用一种我认为更便于追踪信号的方式来简化它。这两个特征是它的品质和它的效价(valence)。效价,valence,用小写的 v,我们西班牙语里就这么说,用 v,指的是那种体验的价值。好吗?或者在这里,是那种刺激的价值。拿甜味来说,甜有一种品质、一种身份,这就是你我所说的甜的味道。我们确切知道它尝起来是什么样。但甜也具有正效价,这使它极具吸引力、令人渴求。但正如我马上要告诉你的,它的吸引力和令人渴求与它的身份和品质无关。事实上,我们已经能够改造出这样的动物:我们完全去除了刺激的效价,所以这些动物能尝到甜味,能把它识别为甜,但它不再有吸引力了。它只是又一种化学刺激。这是因为身份和效价被编码在大脑的两个不同部位。就苦味而言,同样,它一方面有它的身份、它的品质,你确切知道苦是什么味道。

安德鲁·休伯曼:你一描述,我现在就能尝到了。

查尔斯·祖克博士:但它也有效价,而且是负效价,因为它引发厌恶行为。你跟得上吗?

安德鲁·休伯曼:当然。

查尔斯·祖克博士:好的。

安德鲁·休伯曼:这让我想起,我记得最近告诉几个孩子我们要去吃冰淇淋,很有意思,他们抬起头,开始咂嘴。他们实际上会引发那种——

查尔斯·祖克博士:预期反应。完全正确。是的。等我们谈到肠脑的时候,也许会讲到这一点。那么这些信号,如果我们现在沿着这两条线追踪,它们真的就像键盘两端的两个独立琴键。你按下一个键,就激活了这个和弦,于是你激活了整个口腔中的甜味细胞,它们全部汇聚到下一站的一群甜味神经元,这一站仍在大脑之外。那是其中一个味觉神经节。这些神经元支配着你的舌头和口腔。

安德鲁·休伯曼:它们大概位于哪里?它们是——

查尔斯·祖克博士:大概在那里。

安德鲁·休伯曼:嗯。就在这儿,大致在淋巴结附近。

查尔斯·祖克博士:没错。有两个主要的神经节支配着口腔中绝大多数的味蕾。然后从那里,甜味信号继续传到脑干。脑干是身体进入大脑的入口。脑干有不同的区域,脑干中有不同的神经元群,在脑干吻侧有一个独特的区域,位于一个独特的、按拓扑结构界定的位置,接收所有的味觉输入。

安德鲁·休伯曼:大脑中一个非常密集的区域。

查尔斯·祖克博士:大脑中一个非常丰富的区域。没错。从那里,甜味信号到达脑干更高处的另一个区域,然后经过若干站点,在这些站点中,甜味信号从甜味神经元传到甜味神经元,再传到甜味神经元,最终到达你的皮层。一旦它到达你的味觉皮层,那里就是赋予这个信号意义的地方。正是在那时,而且只有在那时——这是数据所提示的——你才能把它识别为一种甜味刺激。

安德鲁·休伯曼:这一切发生得有多快?

查尔斯·祖克博士:神经系统的时间尺度,很快,对吧?所以——

安德鲁·休伯曼:不到一秒。

查尔斯·祖克博士:是的。完全是,没错。

安德鲁·休伯曼:我很少把苦误当成甜。

查尔斯·祖克博士:是的。

安德鲁·休伯曼:也许在看人方面、在我自己糟糕的判断力方面会,但——

查尔斯·祖克博士:但不,你——

安德鲁·休伯曼:但在味道方面不会。

查尔斯·祖克博士:是的。事实上,我们可以证明这一点,因为从概念上讲,我们可以在每个站点插入电极,刺激舌头,然后记录信号,这些信号几乎与刺激的施加在时间上锁定。你施加刺激,在不到一秒的时间内,你就能看到后续这些站点的反应。然后它到达皮层。在那里,你给那种味道赋予意义。在味觉皮层中,你的大脑有一个区域代表甜味,另一个不同的区域代表苦味。从某种意义上说,你的大脑内部有一张这些味觉品质的拓扑图。现在,我们来做一个思想实验,好吗?如果你皮层中的这群神经元真的代表甜的感觉,而你大脑中另一群不同的神经元代表苦的味道、苦的知觉,那么我们应该能做两件事。第一,我应该能够进入你的大脑,以某种方式让这些神经元沉默,找到办法阻止它们被激活,然后我可以给你任意多的甜味,而你永远不会知道你在尝甜味。反过来,我应该能够进入你的大脑,想出办法激活这些神经元,同时什么都不给你,而你会以为你获得了完整的知觉。这正是我们所做的,也正是你会得到的结果。当然,这是在小鼠的大脑中。

安德鲁·休伯曼:但推测在人类身上也会以类似的方式起作用。

查尔斯·祖克博士:完全一样。毫无疑问。我没有任何疑问。所以这证明了两件重要的事。第一,味觉的预先决定性质。因为这意味着我可以在没有任何刺激的情况下进入你大脑的这些部位,让你呈现出完整的行为体验。事实上,当我们激活你皮层中的这些苦味神经元时,动物会开始干呕。但它喝的只是水。可动物以为它得到的是苦味刺激。

安德鲁·休伯曼:这太神奇了。

查尔斯·祖克博士:是的。第二点——把话说完,免得听起来我说它说明了两件事却只给了你一个结论——它证实了大脑的这种能力:在这些行动节点中隔离、分开这两种截然相反的知觉的表征。比如甜与苦。

安德鲁·休伯曼:我说神奇的原因——而这一点也很神奇——是这样的。你之前告诉我们,当然你完全正确,归根结底,无论是这边一群神经元、那边另一群神经元——事实证明情况就是这样——电活动都是这两组神经元通用的共同语言。所以这让我产生一个问题:这些分开的神经元组是连接到大脑中产生这种效价感的区域,还是仅仅连接到那些引发不同行为的神经元组,比如趋近、吸入更多、舔舐,或者厌恶?我们本质上是在解读自己的行为和微反应,还是说微反应和行为是知觉的结果?

查尔斯·祖克博士:好问题。首先,答案是它们进入大脑中一个赋予效价的区域,这个区域被称为杏仁核。甜味神经元投射到的区域与苦味神经元不同。现在,我想做一个思想实验,因为我觉得你的听众可能会喜欢。假设我激活这群神经元,动物的舔舐增加了。我激活的是甜味神经元。这在意料之中,因为现在它尝这水就好像尝的是糖。这就像摩西把水变成酒。在这里——今天是逾越节,所以这是个恰当的例子——我们把它变成了甜的。但我怎么知道激活它们是在内心唤起一种积极的感觉、一种美好、一种满足,或者“我爱这个”,而不只是增加了舔舐?这是另一种可能,因为我们看到的只是动物舔得更多了,我们试图推断这意味着它感觉非常好,而不是——你知道吗?——那条琴弦直接连回舌头,它所做的只是迫使舌头动得更快。实际上,我们可以通过做一些能从根本上区分二者的实验来把它们分开。设想下面这个实验。我把动物放进一个有两边的箱子里。两边有不同的特征使它们有所区别。一边有黄色小玩具,另一边有绿色玩具。一边有黑色细条纹,另一边有蓝色条纹。这样动物就能分辨这两半。我把小鼠放进这个场地、这个游戏场地,它会以相同的频率在两边探索、闲逛。现在我要做的是,每当动物在有黄色条纹的那一边时,我就激活这些神经元,这些甜味神经元。如果这在创造一种积极的内部状态,动物现在会想做什么?它会想待在有黄色条纹的那一边。这里没有舔舐。每次我激活这些神经元时,动物并不会伸出舌头。这被称为位置偏好测试。它通常作为许多不同测试中的一种,用来证明激活大脑中的一群神经元是在赋予比如正效价还是负效价。而如果我通过激活苦味神经元来做同样的事,动物现在会主动想要远离这些神经元被激活的那一边。

安德鲁·休伯曼:而这正是你们所看到的。

查尔斯·祖克博士:这正是我们所看到的。

安德鲁·休伯曼:很多人,包括我自己,都有过这样的经历:去一家餐厅,吃了各种食物,然后——幸好这种事不常发生——感到非常难受。我在学习神经科学的过程中了解到,这是单次学习的一个有力例子。从那以后,问题不在于餐厅、女服务员或男服务员,或者约会对象,而在于我认定一定是虾的问题。这让我从此想在任何情境下都避开虾,甚至可能连虾粉——

查尔斯·祖克博士:没错

安德鲁·休伯曼:……都要避开很长一段时间。我能想象出这种现象存在的种种进化上的适应性原因。我们是否知道它存在于这条通路的哪个位置?

查尔斯·祖克博士:知道。实际上,在总体层面上我们知道相当多。事实上,比起虾,牡蛎是一个更戏剧性的例子。一个坏牡蛎——

安德鲁·休伯曼:哦

查尔斯·祖克博士:……就足以让你在接下来的六个月里避而远之。

安德鲁·休伯曼:我想是因为光是口感本身就是人需要学着去克服的东西。其实我非常喜欢牡蛎。

查尔斯·祖克博士:我也是。

安德鲁·休伯曼:我讨厌贻贝,讨厌虾——不是讨厌这种动物,而是讨厌它的味道——但牡蛎,不知为何,我还没有过糟糕的经历。

查尔斯·祖克博士:顺便说一句,这就像海胆。口感很难适应,但一旦适应了,就很美味。

安德鲁·休伯曼:大家都这么跟我说。我们俩都曾在圣地亚哥待过,我要给 Sushi Ota 打个广告,那是一家有点名气的——

查尔斯·祖克博士:哦,天哪

安德鲁·休伯曼:……小寿司店。他们的海胆非常棒,我试了两次,两次都没成功。不知怎么的,口感压过了人们所说的任何美味。

查尔斯·祖克博士:这是一种非常需要后天培养的口味,对吧?就像啤酒。我在智利长大。如果有人好奇,我的口音就是从那里来的。我来这里读研究生时 19 岁,年纪已经太大,改不掉浓重的智利口音了。所以我现在在这里,40 年、50 年过去了,不完全是。40 多年。

安德鲁·休伯曼:我们很欣赏。

查尔斯·祖克博士:而我听起来仍然像刚下船的人。在智利,年轻时不喝啤酒。喝葡萄酒。智利是葡萄酒生产大国。所以我来到美国时,我所有的同学都在喝啤酒,因为他们刚读完大学,在大学里大家都喝啤酒,而读研究生时,你每天工作 18 个小时,天天如此。他们放松的方式就是:我们去喝几杯啤酒吧。

安德鲁·休伯曼:而且啤酒更便宜。

查尔斯·祖克博士:而且啤酒便宜。

安德鲁·休伯曼:是啊。

查尔斯·祖克博士:而且容我补充一句,我们的薪水显然太低了。我喝不下去。这是一种需要后天培养的口味。那时已经太晚了。现在我 60 多岁了,如果把我一生喝过的所有啤酒加起来,我会说还不到一杯八盎司的水那么多。

安德鲁·休伯曼:令人佩服。嗯,你的健康可能因此更好。

查尔斯·祖克博士:我不确定。

安德鲁·休伯曼:至少你的身体健康是这样。

查尔斯·祖克博士:所以,这又回到了后天培养的口味。这就是与海胆和牡蛎的联系。现在,回到单次学习。这正是我们大脑了不起的地方。有些东西我们需要重复 100 次才能学会。“你好,接线员,能给我 Sushi Ota 的电话号码吗?”然后她会在电话里告诉你,至少在过去是这样,然后你需要在接下来的一分钟里一遍又一遍地对自己重复,这样你才能拨通 Sushi Ota。五分钟后,它就忘了。这就是我们所说的工作记忆。是的。然后是短期记忆。是的,我们停好车,如果运气好,到一天结束时我们还记得车停在哪里。然后是长期记忆。我们余生都记得每个孩子的生日。而有些事件,单单一次就创伤性极强,以至于它以一种单次学习的方式激活这些回路,而味觉系统简直位于这条食物链的顶端。有一种现象叫做条件性味觉厌恶。你可以把一种有吸引力的刺激与一种非常糟糕的刺激配对。你就能让动物开始强烈地厌恶,比如说,糖。这是因为你已经对动物进行了条件化,让它们现在厌恶这种原本美好的味道,因为它已经与不适联系在一起。当你这样做之后,你就可以开始探究:信号从舌头传到大脑的过程中,在正常动物身上与在你已经把甜从有吸引力转变为令人厌恶的动物身上相比,发生了什么变化。这就是你开始探索大脑如何根据其状态改变刺激的性质、品质和意义的方式。

安德鲁·休伯曼:关于这一点我有很多问题,都与情境这个概念有关。因为你之前提到,风味不同于味道,因为风味涉及气味、质地、温度——

查尔斯·祖克博士:是的

安德鲁·休伯曼:……以及其他一些特征。海胆就是个好例子,我能感觉到它的质地。它其实,不。出于种种原因,我就不描述它让我想起什么了。将情境融入知觉,或者更确切地说,将知觉置于情境之中,这种能力非常强大。这其中有一种神秘的成分,但如果我们开始思考一些更微妙的东西——如你所说,我们喜欢活在边缘——在味道的刻度盘上,回到你之前的类比,颜色刻度盘,你认为像苦味这样固定的东西会有多少种不同的味道?比如,我不认为我喜欢苦味,但我喜欢一些发酵食品,它们似乎带点酸,也带点那种咸鲜的——

查尔斯·祖克博士:是的

安德鲁·休伯曼:……风味。你认为这其中有多大的可塑性,尤其是在整个生命周期中?因为我认为最突出的例子之一是,孩子们似乎不喜欢某些蔬菜,但他们天生都喜欢甜味。然而你也可以想象,他们最终可能逐渐接受蔬菜的原因之一,是因为他们知道蔬菜可能——

查尔斯·祖克博士:对你有好处

安德鲁·休伯曼:……对他们更好。那么,受体、其分布、数量、敏感性等方面是否存在某种变化,可以解释从想避开蔬菜到愿意吃蔬菜的转变,仅仅从童年——

查尔斯·祖克博士:是的

安德鲁·休伯曼:……到早期发育的过程中?

查尔斯·祖克博士:我想换个稍微不同的角度来回答这个问题,但我认为这能说明问题。我想就用嗅觉系统和味觉系统之间的差异来说明这一点。味觉系统,五种基本味觉。甜、酸、苦、咸和鲜。每一种都有预先决定的身份。我们确切地知道它是什么,以及效价。这些有吸引力,这些令人厌恶。在嗅觉系统中,据称我们能闻到数百万种不同的气味。然而在大多数情况下,它们都没有与生俱来的、预先决定的意义。在嗅觉系统中,意义是由学习和经验赋予的。

安德鲁·休伯曼:即使是烟的气味?

查尔斯·祖克博士:那我换个说法。在据称的数百万种气味中,有少数几种你能立刻告诉我这些令人厌恶、那些有吸引力。

安德鲁·休伯曼:呕吐物。

查尔斯·祖克博士:呕吐物,这不对,因为我可以向你保证,在有些文化和社会中,比呕吐物更不吸引人的东西也不会引起厌恶反应。

安德鲁·休伯曼:真的吗?

查尔斯·祖克博士:真的。硫磺也许算一种普遍的。我说的不是信息素,好吗?

安德鲁·休伯曼:当然。

查尔斯·祖克博士:信息素属于另一个类别,会触发先天反应。但几乎所有其他气味都是通过学习和经验被赋予意义的。这就是为什么你喜欢西兰花,而我讨厌西兰花,因为我记得我母亲逼我吃西兰花。

安德鲁·休伯曼:真替你难过。

查尔斯·祖克博士:同样的感官体验。是的。好吧。这包含了两件重要的事。是的。就味觉而言,你在每个站点都有分别负责甜、酸、苦、咸和鲜的神经元。只有五类,所以不会占用你大脑太多空间。如果我们真的能闻到一百万种气味,而每一种气味都必须有预先决定的意义,那么光是容纳这一种感觉,大脑就不够用了。所以进化以其无穷的智慧,演化出了这样一个系统:你构建一条通路和一个皮层,即嗅觉皮层,在那里你有能力把每种气味与特定的情境联系起来,从而赋予它意义。现在,我们回到最初的问题。所以嗅觉显然是可塑的,极其可塑的,因为这是它的根本基础和神经组织方式。但味觉,我们刚才告诉你,是预先决定的、硬连线的。但预先决定的硬连线并不意味着它不受学习或经验的调节。它只意味着你生来就喜欢甜、不喜欢苦。我们有很多可塑性的例子,啤酒就是一个。那么我们为什么会学着爱上啤酒、咖啡?那是因为它给系统带来了相关的收益,而这种对系统的收益,从那个负面信号中产生的正效价,足以建立那种积极的联系。当然,就啤酒而言,那是酒精。我们事后获得的愉悦感足以让我们说:“我想再来点这个。”而就咖啡而言,当然是咖啡因激活了一整组神经递质系统,给你带来与咖啡相关的那种兴奋感。所以,是的,这个味觉系统是可以改变的、可塑的,并受学习和经验的影响。但与嗅觉系统不同,你能对它做的事情是有限的,因为它的目标是让你获取营养并生存下来。嗅觉系统的目标非常不同。它被用于——不是在我们身上,而是在每一个动物物种中——识别敌友、识别配偶、识别它们想要栖身的生态位。所以它扮演着非常广泛的角色,这就要求它在一种非常不同的情境中建立、组织和运作。味觉关乎的是:我们能否获得生存所需的营养?我们能否确保自己被所需的东西吸引,并厌恶那些会要我们命的东西?我说得过于简单化和还原论了,但我认为这说明了这两种化学感觉系统之间的巨大差异。

安德鲁·休伯曼:我不认为你说得过于简单化。我认为这说明了这个系统的关键性和可研究性,以及你研究它的方式,我认为让人们听到这一点很重要。因为每个人都——就像我们对共情和爱等等感到神秘莫测一样。所以为了公平起见,我要问一个比较高层次的问题,或者说抽象的问题。这是基于我和一位前女友的一次谈话,当时我们在聊人与人之间的“化学反应”。

查尔斯·祖克博士:是的。

安德鲁·休伯曼:一方面这是个非常复杂的话题,但另一方面又相当简单,因为某些人,不管出于什么原因,会在两个人之间唤起一种强烈的——找不到更好的词——兴奋感,希望是双向的。至少在一段时间内。

查尔斯·祖克博士:我不知道这是那种播客。

安德鲁·休伯曼:不是。嗯,我之所以——

查尔斯·祖克博士:我要走了。

安德鲁·休伯曼:但这和味道有关,因为她说了一件事,我想部分是为了稍微惹恼我一下。我们谈论的不是我们彼此之间的体验,而是她当时非常心动的一个人。我们关系很好。

查尔斯·祖克博士:嗯哼。

安德鲁·休伯曼:她说:“你觉得这种化学反应到底是什么?”所以也许她是想,你知道的——

查尔斯·祖克博士:提醒你——

§02文字稿——第 2 部分

安德鲁·休伯曼:对

查尔斯·祖克博士:……接下来会发生什么。

安德鲁·休伯曼:提醒我接下来会发生什么。她说:“我觉得它有一部分在于气味,还有一部分其实在于味道。”字面意义上的某人呼吸的味道。她就是这么描述的。我觉得这是一个非常有趣的例子,原因有很多,特别是因为它涉及气味和味道的融合,也涉及这样一种观点:当然,新恋情的情境——我是这么假设的,事实上他们都是有魅力的人,等等。那里有一整套情境。但我有过这样的经历:某人呼吸的气味令人厌恶,不是因为我能识别出它令人厌恶——

查尔斯·祖克博士:而是因为你就是不喜欢它

安德鲁·休伯曼:……而是因为就是不喜欢它。

查尔斯·祖克博士:但那是因为你把它和其他气味联系在一起——

安德鲁·休伯曼:嗯哼

查尔斯·祖克博士:……那些——

安德鲁·休伯曼:嗯哼

查尔斯·祖克博士:……顺便说一句,会触发那种负面厌恶反应的气味。

安德鲁·休伯曼:完全正确。有些香水对我来说就令人厌恶。

查尔斯·祖克博士:没错。

安德鲁·休伯曼:还有其他气味——

查尔斯·祖克博士:嗯哼

安德鲁·休伯曼:……我能回想起皮肤的气味、食物的气味等等,它们极其诱人。所以这个等式的两面我自己都经历过,而她描述的就是这个。对我来说,比起品酒——那是典型的例子,人们先闻再喝——这似乎是更多人能产生共鸣的东西。某些东西和某些人闻起来很美味。甚至母亲们描述她们宝宝头部的气味。

查尔斯·祖克博士:当然,母亲。

安德鲁·休伯曼:当然。

查尔斯·祖克博士:还有我们。

安德鲁·休伯曼:男人也是。是的,当然。

查尔斯·祖克博士:我们自己的宝宝——

安德鲁·休伯曼:当然

查尔斯·祖克博士:……他们的脖子,那是个神奇的地方。

安德鲁·休伯曼:他们的脖子。

查尔斯·祖克博士:后颈。

安德鲁·休伯曼:这就对了。

查尔斯·祖克博士:天哪。我现在有了一个孙子,所以我确切地知道 Rio——那是他的名字——闻起来是什么样的。

安德鲁·休伯曼:好的。更多美好的例子。想想——总是更有趣——

查尔斯·祖克博士:是的

安德鲁·休伯曼:……那些美好的、积极的、诱人的——

查尔斯·祖克博士:是的

安德鲁·休伯曼:……例子。

查尔斯·祖克博士:是的。

安德鲁·休伯曼:你孙子后颈的气味。

查尔斯·祖克博士:是的。

安德鲁·休伯曼:你可以说得比这更具体,但也具体不了多少了。

查尔斯·祖克博士:没错。

安德鲁·休伯曼:那么,鉴于这两个系统如此不同,气味和味道的结合是怎么回事?

查尔斯·祖克博士:是的。它们会汇合。最终,大脑中有一个地方让它们汇合,把两者整合成我们所说的那种感官体验。我给你讲一个能证明这一点的实验。我认为让你的听众了解我们如何研究这些问题、从而获得有意义的科学答案,是件好事。我们知道嗅觉皮层在大脑中的位置。我们知道味觉皮层在大脑中的位置。它们位于两个不同的地方。我们可以分别在这两个皮层中注入彩色示踪剂,一个注入绿色,另一个注入红色,然后看颜色去向何处。这反映了这些神经元投射到哪些下一级目标。一旦它们接收到信号,它们把信号发送到哪里?然后我们推断,如果气味和味道在大脑的某个地方汇合,我们应该能找到一个同时接收到红色和绿色的区域。我们找到了这样一个区域。接下来,我们预期、我们假设,也许这就是小鼠大脑中——对应于人类大脑中的相应区域——整合气味和味道的区域。这被称为,通常使用的术语是多感觉整合。如果这是真的,我们可以做下面这个实验。我们可以训练小鼠舔甜味,如果它们正确地猜出那应该是甜的,它们就应该去右边的出水口、去右侧获得水奖励。如果是甜味时它们去了左边,那它们就错了,得不到奖励,而且实际上会被暂停一段时间。小鼠是口渴的,所以它们非常有动力去完成任务,如果你重复这个任务 100 次,100 次试验,令人难以置信的是,这种动物学会了识别甜味并执行正确的动作。通过它们的动作,我们就能得知那只动物尝到了什么。我们可以让它更有趣,我们可以给它甜和苦,然后说:“如果是甜的,去右边;如果是苦的,去左边。”训练之后,当你把刺激随机化时,这些小鼠会以 90% 的准确率告诉你哪个是甜的、哪个是苦的。好的。现在我们可以做同样的实验,但把味道和气味混合。然后说——对小鼠来说——“如果你只得到气味,就去右边或者按这个杠杆。如果你只得到味道,就去另一个地方或者按另一个杠杆。如果你同时得到两者,就做另外某件事。”如果你训练小鼠,小鼠就能向你报告它感知到的是单独的味道、单独的气味,还是两者的混合。明白吗?

安德鲁·休伯曼:明白。

查尔斯·祖克博士:现在我们可以进入这些小鼠的大脑,找到我们新发现的这个区域,即味觉与气味多感官整合的位点,然后让它沉默,在实验中阻止它被激活。如果这个区域真的代表了这两者的整合,那么动物应该仍然能够单独识别味道,也仍然能够单独识别气味,但此时应该无法识别两者的混合。而完全如预测的那样,你得到的正是这个结果。明白吗?

安德鲁·休伯曼:大脑基本上就是一系列精心设计的回路。很复杂。

查尔斯·祖克博士:没错。我们的任务是弄清楚如何解析这些回路的惊人架构,从而开始揭开大脑的奥秘。

安德鲁·休伯曼:还有为什么有些人的气息尝起来那么好,而另一些人的——

查尔斯·祖克博士:正是。

安德鲁·休伯曼:……没那么好。

查尔斯·祖克博士:这个问题我一直没有回答,但我告诉了你我们如何能找出它发生在大脑的哪个位置。好吗?

安德鲁·休伯曼:在我们讨论的过程中,我好几次想到了与视觉系统的相似之处,或者与视觉系统的不同之处。视觉系统中有几种现象,我想知道它们在味觉系统中是否也存在。比如在视觉系统中,我们知道,如果你盯着某样东西看足够长的时间,让特定的受体被激活足够长的时间,那个物体实际上会消失。我们通过微小的眼球运动等方式来抵消这一点。但这个原理是一个基本原理,即这种习惯化或脱敏。每个人对它的叫法似乎都不一样,但你当然明白我的意思。在味觉系统中,我当然很熟悉这种体验:隔了很长时间第一次吃非常非常甜的东西,它尝起来非常甜。但再舔几口、再咬几口,它就没那么甜了。在嗅觉方面,我也熟悉房间里有一种我不喜欢或喜欢的气味,然后它就消失了。所以是类似的现象。这发生在哪里?你能否设想某种人们可以利用这一点的方法?因为我确实认为大多数人感兴趣的不是吃更多的糖,而是吃更少的糖。

查尔斯·祖克博士:我认为我们有更好的方法来处理这个问题,我们可以从味觉转向其他那些让糖变得极其难以抗拒、几乎不可能不吃的回路。

安德鲁·休伯曼:不可能。

查尔斯·祖克博士:正是。

安德鲁·休伯曼:天哪。

查尔斯·祖克博士:那么这种脱敏发生在哪里?这是我们使用的术语。我认为它发生在多个环节。它发生在受体层面,也就是你舌头上感知糖的那些细胞。当你激活这个受体,它一次又一次地触发活动,最终你会让受体耗竭。再说一次,我使用的术语极其不严谨。

安德鲁·休伯曼:不过就这次讨论而言,这没问题。

查尔斯·祖克博士:就这次讨论而言,受体会到达一个点,在那里它经历一系列变化,即化学变化。此时它的信号传递效率会大大降低,甚至会被从细胞表面移除。于是会发生的情况是,同样数量的糖引发的反应会弱得多。这是这种调节的一个重要环节。其次,我认为是在每一个不同的神经站点上,回路持续激活所导致的整合性的信号衰减。从舌头到神经节,从神经节到脑干的第一站,脑干的第二站再到丘脑,然后到皮层。所以这个信号要经过多个步骤。你可能会问:“如果这是一条标记线路,为什么需要这么多站点?”这是因为味觉系统对于确保你获得生存所需之物太重要了,所以它必须受到内部状态的调节。而每一个节点都提供了一个新的位点,赋予它可塑性和调节能力。不一定是为了改变某样东西的味道,而是为了确保你对所需之物吃得更多或更少,或者以不同的方式摄入。我来举一个例子,说明内部状态如何改变味觉系统的工作方式。盐在低浓度时非常诱人,这是因为我们需要它。我们的电解质平衡需要盐。每一个神经元都把盐(与钾一起)作为最重要的离子,以确保电信号能够在神经元内部和神经元之间传递。但在高浓度下,比如说海水,它就极其令人厌恶。我们都知道这一点,因为我们都去过海边,海水进到嘴里时,感觉并不好。然而,如果我让你缺盐——在实验模型中我们可以很容易做到这一点——那么这种浓度极高的盐,1摩尔的氯化钠,就会变得非常诱人、非常有吸引力。这里发生了什么?你的舌头在告诉你:“这太难吃了。”但你的大脑在告诉你:“我不在乎,你需要它。”这就是我们所说的内部状态对味觉系统的调节。

安德鲁·休伯曼:想必,如果一个人足够饿,就连海胆也会觉得好吃。我是说对我而言。

查尔斯·祖克博士:你说得完全正确。不,这完全正确。又或者,如果你既渴又饿,你会抑制饥饿感,这样就不会在消化食物时浪费水分子。为什么?因为如果你口渴又没有水,大约一周左右你就会死亡。但只要有水,你可以绝食好几个月,因为你会耗尽所有的能量储备。水则是另一回事。所以你可以看到,引导我们摄取所需营养的驱动力和动机的味觉系统,必须在多个层面上根据内部状态进行调节。当然,内部状态本身也必须受到外部世界的调节,对吧?所以我认为,这就是为什么一个本来可以极其简单、从舌头到皮层只用一根导线的系统,实际上并非如此。因为你必须确保在每一步都赋予系统那种程度的灵活性,或者用神经科学的说法,可塑性。

安德鲁·休伯曼:我想我们要进入肠道的话题了。

查尔斯·祖克博士:好的。

安德鲁·休伯曼:不过我有一个问题,已经在我脑子里转了一会儿了。因为我在喝这杯水,它基本上没有味道。

查尔斯·祖克博士:是的。

安德鲁·休伯曼:尽管嘴里有东西,是否存在某种表示没有味道的信号?我问这个问题的原因是,我在想的是唾液。

查尔斯·祖克博士:嗯哼。

安德鲁·休伯曼:虽然确实,如果我吃很多非常美味的食物,确实会改变我对较清淡食物的感受,但我必须承认,当我吃很多这类高度加工的食物时,我并不特别喜欢它们。我倾向于渴望更健康的食物,但这可能出于与营养等相关的情境原因。不过我可以设想一个实验,其中——

查尔斯·祖克博士:是否存在“无味之味”?

安德鲁·休伯曼:对。是否存在“无味之味”?因为在视觉系统中是存在的。

查尔斯·祖克博士:嗯哼。

安德鲁·休伯曼:对吧?你闭上眼睛,就会开始出现活动的增加——

查尔斯·祖克博士:嗯哼

安德鲁·休伯曼:……在视觉系统中——

查尔斯·祖克博士:嗯哼

安德鲁·休伯曼:……而不是减少,这常常让人们感到惊讶。但这是有原因的,因为一切都关乎信噪比,信号与背景之比。而且——

查尔斯·祖克博士:这是个好问题。我可以告诉你,我们的大部分工作都在试图聚焦于味觉系统是如何运作的,而不是它如何不运作。

安德鲁·休伯曼:嗯,但是——

查尔斯·祖克博士:我知道。我只是在开玩笑。

安德鲁·休伯曼:是的,我知道你在开玩笑。我邀请你今天来这里的时候就知道,我是在给自己设套……其实,在另一个——

查尔斯·祖克博士:我们是在试图学到东西。

安德鲁·休伯曼:是的,我知道。

查尔斯·祖克博士:不过——

安德鲁·休伯曼:好吧。听着,我是在这种体系下成长起来的,我要在这里第二次说这件事。其实,我最近和一个非常知名的播客,Lex Fridman Podcast,录了一期节目,我提到了所谓的“纽约神经科学黑帮”。我不会说我们此刻是否正坐在一位“纽约神经科学黑帮”成员面前。但无论如何,我知道他们会怎样调侃人。对于正在收听的各位,这就是学术界那种善意的“入门刁难”。我就是那个被调侃的对象。

查尔斯·祖克博士:当然。

安德鲁·休伯曼:这是一种爱的表现。

查尔斯·祖克博士:正是。

安德鲁·休伯曼:他会这么跟我说的。

查尔斯·祖克博士:而且归根结底,一切总是关乎科学。

安德鲁·休伯曼:对。但是——

查尔斯·祖克博士:这是个有趣的问题。听着,我不知道答案,我甚至不知道该如何以一种能让我得出严谨结论的方式去探究它。但是——

安德鲁·休伯曼:来,让我告诉你我为什么问这个问题。

查尔斯·祖克博士:好的。

安德鲁·休伯曼:然后我会提出一个实验——

查尔斯·祖克博士:好的

安德鲁·休伯曼:……我很希望看到你实验室里有人来做。

查尔斯·祖克博士:太好了。

安德鲁·休伯曼:我在想的是唾液。

查尔斯·祖克博士:是的。

安德鲁·休伯曼:它是——

查尔斯·祖克博士:不。但这个我们知道。这个我们很容易就能弄清楚。

安德鲁·休伯曼:对。但问题是,进食状态下的唾液是否不同于未进食状态下的唾液,从而能够调节——

查尔斯·祖克博士:并不不同

安德鲁·休伯曼:……受体的敏感度。

查尔斯·祖克博士:那个实验已经做过了。不会。

安德鲁·休伯曼:已经做过了。

查尔斯·祖克博士:是的。

安德鲁·休伯曼:所以答案是否定的。

查尔斯·祖克博士:是否定的。是的,而之所以可以做这个实验,是因为我们使用人工唾液。

安德鲁·休伯曼:还有这种东西?我知道有人工泪液,但是……

查尔斯·祖克博士:不,我们,我不是说你去沃尔格林(Walgreens)药店买……我是说我们,在我的实验室里。

安德鲁·休伯曼:嗯哼。

查尔斯·祖克博士:我们知道唾液的成分,所以可以制造这样的东西。

安德鲁·休伯曼:嗯哼。

查尔斯·祖克博士:你可以取培养的味觉细胞,或者取一条舌头把它冲洗干净,然后施加人工唾液。结果是,这个系统被设计成会脱敏,变得“无感”,让唾液变得“隐形”。明白吗?而且动物所处的状态不会带来任何差别。

安德鲁·休伯曼:很好。嗯,这就是做实验的意义所在。

查尔斯·祖克博士:是的,完全正确。

安德鲁·休伯曼:所以它并没有推翻任何宏大的假说。

查尔斯·祖克博士:是的,没有。

安德鲁·休伯曼:这只是纯粹的好奇心。所以——

查尔斯·祖克博士:你知道“好奇心害死猫”吧?

安德鲁·休伯曼:我知道。

查尔斯·祖克博士:接着说。

安德鲁·休伯曼:但它挽救了科学家的职业生涯。

查尔斯·祖克博士:是的。当然。

安德鲁·休伯曼:每一次都是。

查尔斯·祖克博士:这正是驱动我们的东西。绝对是。

安德鲁·休伯曼:每一次都是。

查尔斯·祖克博士:这就是我们一生的故事。

安德鲁·休伯曼:正是。好的。

查尔斯·祖克博士:很好。

安德鲁·休伯曼:那么如果不是唾液——显然不是——那么内部状态呢?内部环境的哪些方面是相关的?因为有自主神经状态,有睡眠和清醒。

查尔斯·祖克博士:绝对是。

安德鲁·休伯曼:还有压力。

查尔斯·祖克博士:完全是。

安德鲁·休伯曼:在本期节目录制前我征集问题时,有数百人问了我同一个问题,比如:为什么我在压力大的时候会渴望吃糖?这可能与情境有关,但其基本要素是什么?

查尔斯·祖克博士:因为它让我们感觉良好。顺便说一句,我们会讲到这一点。

安德鲁·休伯曼:它能抚慰人。

查尔斯·祖克博士:这就是答案。

安德鲁·休伯曼:抚慰。

查尔斯·祖克博士:它会激活我笼统地称之为奖赏与愉悦中枢的区域,从而极大地改变我们的内部状态。这就是为什么我们在非常沮丧的时候会吃掉一加仑冰淇淋?是的。事实上,这正好可以引出一个完全不同的领域,也就是身体如何告诉大脑,它在糖和脂肪这类重要物质上需要什么。对吧?好,不管怎样,你说吧。你刚才要问什么来着。

安德鲁·休伯曼:嗯,不,我想讨论内部状态最基本的要素。

查尔斯·祖克博士:嗯哼。

安德鲁·休伯曼:尤其是那些低于我们意识觉察水平的要素。当然,这也是我要引入这个令人惊叹的领域,即肠脑轴。我认为在 15 年前,它几乎是一个,也许只是——

查尔斯·祖克博士:闻所未闻

安德鲁·休伯曼:……会议上的几张海报,而现在我相信你和其他人,已经有了公司。已经有公司,有活跃的研究项目,还有精彩的工作。

查尔斯·祖克博士:嗯哼。

安德鲁·休伯曼:也许你可以介绍一下你和其他人参与的一些工作。本播客的很多听众都听说过肠脑轴,而关于肠脑轴存在很多误解。很多人以为这意味着我们用胃来思考,因为所谓的“直觉”(gut feeling)——

查尔斯·祖克博士:是的

安德鲁·休伯曼:……这一层面。但我很希望你谈谈肠脑信号中那些完全在我们意识之下、却驱动或改变我们感知和行为的方面。

查尔斯·祖克博士:好的。很好。那么让我先说明一点:大脑需要监测我们每一个器官的状态。它必须这样做。这是大脑确保每一个器官协同工作、让我们拥有健康生理状态的唯一方式。大脑的这种监测早已为人所知,但我认为尚未被充分认识到的是,这是一条双向高速公路,大脑不仅在监测,还会反过来调节身体需要做什么。这涵盖了从监测心跳频率、呼吸周期中吸气和呼气的运作方式,到你摄入糖和脂肪时发生的事情。现在,让我再举一个例子,说明大脑如何把我们所说的情境联想转化为生理和代谢上的惊人变化。还记得巴甫洛夫吗?巴甫洛夫在他关于联想条件反射的经典实验中,每次要喂狗的时候都会摇铃。最终,狗学会了把铃声和即将到来的食物联系起来。他的第一个惊人发现是,现在只要有铃声,狗就会开始流口水。从神经学角度,我们把这称为预期反应。好,这我能理解。我明白。大脑中形成这种联想的神经元现在代表着“食物要来了”,它们向运动神经元发送信号,进入你的唾液腺,挤压唾液腺让你分泌唾液,因为你知道食物要来了。但更了不起的是,这些动物还会因为铃声而释放胰岛素。好。这说明了这条双向高速公路的一部分,即向下的那条路。不知怎么的,大脑建立了这些联想,现在你大脑中有神经元知道食物要来了,并且以某种方式一路向下把信号传到你的胰腺,告诉它:现在释放胰岛素,因为糖要下来了。好。这又回到了大脑的神奇之处。它是快乐与好奇的无尽源泉。它们到底是怎么做到的?好吧。我是说,这些神经元,对吧?

安德鲁·休伯曼:我和你一样……感到欣喜和着迷。没有哪一天、哪一堂课——有些讲座比其他的更好——没有哪一场讲座我不会靠在椅背上,心想这实在太神奇了。

查尔斯·祖克博士:怎么做到的?是啊,好吧。

安德鲁·休伯曼:太神奇了。

查尔斯·祖克博士:在过去十几年里,尤其是过去五年里进展迅猛,那条把身体状态传达给大脑的主要高速公路已经被揭示出来,也就是我们现在所说的肠脑轴,而这条高速公路是从迷走神经节,即结状神经节发出的一束特定神经。所以是迷走神经在支配你身体中的大多数器官。它监测这些器官的功能,向大脑发送信号,然后大脑再向下传回信号,说:“这里进展顺利,这样做”,或者“这里进展不太顺利,那样做”。

安德鲁·休伯曼:我应该指出,正如你很清楚的,每一个器官,脾脏、胰腺、肺——

查尔斯·祖克博士:它们都必须被监测。事实上,我现在毫不怀疑,那些我们通常与代谢、生理乃至免疫联系在一起的疾病,很可能会被重新认识为大脑的疾病、病症和状态。我不认为肥胖是一种代谢疾病。我认为肥胖是一种大脑回路的疾病。

安德鲁·休伯曼:我也这么认为。

查尔斯·祖克博士:是的。所以我们长期以来一直持有这种观点,因为我们所研究的分子存在于身体中,而不是头脑中,这当然使我们把这些问题看作代谢、生理等方面的问题。它们仍然是最终信号的载体,但大脑最终似乎才是这支生理与代谢交响乐团的指挥。好。现在,我们来谈谈肠脑与糖。可以吗?

安德鲁·休伯曼:请,请。在大众文化中,迷走神经在某种程度上被简化成了“镇静通路”这一单一含义,主要是因为——我其实得向瑜伽群体致敬——他们是最早不断谈论迷走神经的人之一。迷走神经中确实存在镇静通路,也就是所谓的副交感神经通路。但我认为,我们对迷走神经了解得越多,就越觉得它是一整套神经连接,而不是一根神经。

查尔斯·祖克博士:没错。

安德鲁·休伯曼:我只是想提一下,因为我想很多人都听说过迷走神经。事实证明,在实验室里,很多神经科学家会刺激迷走神经,在动物甚至人——信不信由你——濒临死亡或陷入昏迷时,制造警觉和唤醒状态。刺激迷走神经是唤醒大脑的方法之一,这与“它只是让人平静下来的一种方式”的观点相反。

查尔斯·祖克博士:嗯,当然,在这一点上也必须谨慎。迷走神经由数千根纤维组成,这些单独的纤维构成了这个巨大的神经束。而且很可能,就在我们说话的此刻,每一根纤维承载的含义都略有不同。不一定是一根一根地对应,可能是五根纤维、10 根纤维、20 根纤维共同……好吧。但它们承载着与其特定任务相关的含义。这组纤维告诉大脑你心脏的状态。这组纤维告诉大脑你肠道的状态。这组告诉大脑你的营养状态。这组是你的胰腺。这组是你的肺。再用同样简单的比喻,它们就是这架钢琴的琴键。是的,你说得对,有大量数据表明,激活整个迷走神经束在多种病症中都有非常显著的效果。事实上,它正被用于治疗难治性抑郁症。

安德鲁·休伯曼:小型刺激器。

查尔斯·祖克博士:还有癫痫发作。但同样,有数千根纤维承担着不同的功能。所以在某种程度上,这就像你需要照亮座位底下丢钥匙的地方,于是打开了体育场的灯,结果 10,000 个每个 1,000 瓦的灯泡同时亮了起来。其中只有一个照向那个位置,而我足够幸运,碰巧有一个照到了我的座位。所以在这里,你激活了包含数千根纤维的神经束。我足够幸运,其中一些纤维碰巧起了作用,对抑郁症产生了显著改善,或者对癫痫患者产生了显著改善。但这不应被误解为这种广泛激活具有任何选择性或特异性。我们只是足够幸运,在所发生的所有作用中,有一些碰巧改变了这些过程的生物学机制。之所以说这很重要,是因为这条肠脑轴的神奇之处就在于,你拥有这数千根真正承担不同功能的纤维。而我们的目标,以及许多其他杰出科学家的目标——包括在哈佛开创了大量针对这条迷走神经肠脑通讯线路的分子解析工作的史蒂夫·利伯勒斯(Steve Liberles)——就是试图揭示每一条线路在做什么。这架钢琴的每一个琴键在弹奏什么?

安德鲁·休伯曼:简单更新一下,这方面最新的进展是什么?我知道史蒂文·利伯勒斯,我记得他获得霍华德·休斯(研究员资格)的时候我也在场,而我没有获得。所以那挺有意思的。被优秀的人打败总是很棒。

查尔斯·祖克博士:首先,我很高兴你没有获得,因为这样你就可以专注于这个了不起的播客。

安德鲁·休伯曼:嗯,谢谢你。你真是太客气了。被优秀的人击败,总会让人感觉好受一些,即便谈不上好。史蒂文是无人能及的,正如你所说,他正在界定这众多纤维中不同组成部分的分子构成。那边有什么新进展吗?他们是否发现了多条平行通路?

查尔斯·祖克博士:是的。有些控制心跳,有些控制呼吸周期,有些可能参与胃部运动。比如“你饱了”这个概念:你感到饱,部分是因为你的肠道,比如你的胃,被撑大了。然后有一些微小的感受器在读取这一点,并告诉大脑你饱了。

安德鲁·休伯曼:太棒了。

查尔斯·祖克博士:是的。

安德鲁·休伯曼:所以教科书很快就会因为利伯勒斯和其他人的工作而改写。

查尔斯·祖克博士:本质上,我认为我们对这些线路已经了解得足够多,可以真正帮助构建一个整体的视角,看清大脑是如何真正改变身体生理、代谢和免疫的。尚未得到发展、还需要大量工作,但却是一段令人兴奋、激动人心的发现之旅的部分,是信号如何传回来改变那些生物学过程。就像我之前举的巴甫洛夫的狗的例子。对吧?我弄清楚了这种联想如何与铃声建立了联系,但接下来大脑又是如何告诉胰腺释放适量胰岛素的?好。让我来谈谈肠脑轴以及我们对糖和脂肪永不满足的胃口。对糖永不满足,对脂肪欲壑难填。这是一个关于“喜欢”与“想要”之间根本区别的故事。喜欢糖是味觉系统的功能。而且这其实不是喜欢糖,而是喜欢甜味。想要糖,即我们对糖永无止境的胃口,则是肠脑轴的故事。喜欢与想要。这项工作是我自己实验室的工作,很久以前,从我们发现甜味受体时就开始了。现在你可以培育出缺乏这些受体的基因工程小鼠。所以本质上,这些动物将无法尝出甜味。没有甜味的生活。多么可怕。好吗?如果你给一只正常小鼠一个装有甜味物质的瓶子,我们会放入糖或人工甜味剂。好吗?两者都是甜的。它们的味道略有不同,但那只是因为人工甜味剂有一些异味。但就甜味受体而言,它们都激活同一个受体,触发同样的信号。如果你让一只动物在装有糖或甜味剂的瓶子和装水的瓶子之间选择,这只动物从甜味瓶子里喝的量会是水的 10 比 1。这就是味觉系统。动物走过去,逐一尝试,舔上几口,然后说:“嗯,就是这个,我要这个,因为它诱人,因为我喜欢它。”

安德鲁·休伯曼:所以它更喜欢糖而不是人工甜味剂?

查尔斯·祖克博士:不。

安德鲁·休伯曼:不是?

查尔斯·祖克博士:不是。

安德鲁·休伯曼:人工甜味剂也同样——

查尔斯·祖克博士:在这个实验中——

安德鲁·休伯曼:嗯哼

查尔斯·祖克博士:……我只会在一个瓶子里放甜味物质,可以是糖,也可以是人工甜味剂。是哪一种无关紧要。好吗?我们会在下一个实验中把这两者分开。现在,比较的是甜味与水。

安德鲁·休伯曼:好的。

查尔斯·祖克博士:甜味指的是甜味,而不是糖。甜味指任何尝起来甜的东西。好吗?糖是一个例子,善品糖(Splenda)是另一个例子。

安德鲁·休伯曼:阿斯巴甜、罗汉果——

查尔斯·祖克博士:没错。好的

安德鲁·休伯曼:……甜菊糖。

查尔斯·祖克博士:是的。你给——

安德鲁·休伯曼:无所谓是哪种。

查尔斯·祖克博士:是的。有一些只有人类能尝出来,小鼠尝不出来。

安德鲁·休伯曼:有意思。

查尔斯·祖克博士:因为人类和小鼠的受体不同。但我们已经把人类受体放进了小鼠体内。我们对小鼠进行基因改造,把这只小鼠的味觉世界完全人源化了。好吗?但就这次对话而言,我们只比较甜味与水。给它们选择,天哪,它们会没完没了地舔甜味那一侧,与水相比至少是 10 比 1。说得通吗?好。现在,我们拿这些小鼠,通过基因工程去除甜味受体。于是这些小鼠的口腔中不再有任何能够检测甜味的感受器,无论是糖分子、人工甜味剂,还是任何其他尝起来甜的东西。如果你让这些小鼠在甜味与水、糖与水、人工甜味剂与水之间选择,它会从两边喝得一样多,因为它无法区分它们,因为它没有甜味受体,所以那瓶甜味物质尝起来就和水一样。说得通吗?

安德鲁·休伯曼:说得通。

查尔斯·祖克博士:很好。现在,我们用糖来做这个实验。从现在开始,我们只关注糖。所以我现在给一只小鼠糖和水。正常小鼠会从糖那边喝,糖、糖、糖、糖。从水那边喝得很少。敲除甜味受体,把它们去掉,小鼠就不再能区分两者,会从两边都喝。但如果我把这只小鼠在笼子里放 48 小时,48 小时后我回来看小鼠在舔什么、喝什么时,会发生一件非同寻常的事情。那只小鼠几乎只从糖瓶里喝。这怎么可能?它尝不出来。它没有甜味受体。在那 48 小时里,小鼠学到了:那个瓶子里有某种东西让我感觉良好,那就是我想要摄取的瓶子。那么,小鼠是如何识别那个瓶子的?它是通过其他感官特征做到的。瓶子的气味、里面溶液的质地。高浓度的糖有点黏稠。好吗?瓶子在笼子里所处的那一侧。是什么并不重要,但小鼠意识到那里有某种东西让我感觉良好,那就是我想要的。而这正是我们对糖难以抑制的欲望和渴求的根本基础,它是由肠脑轴介导的。第一条线索是,这种偏好需要很长时间才能形成,这立即提示存在一种摄入后效应。所以我们推断,如果这是真的,而且是肠脑轴在驱动对糖的偏好,那么大脑中应该有一群神经元对摄入后的糖作出反应。果不其然,我们在大脑中找到了一群这样做的神经元,而这些神经元的输入直接来自肠脑轴。

安德鲁·休伯曼:来自其他神经元。

查尔斯·祖克博士:没错。所以发生的情况是,糖通常会被舌头识别,激活一种诱人的反应。现在你把它吞下去,它会激活你肠道中一组特定的细胞,这些细胞现在通过迷走神经节向大脑发送信号,说:“我得到了我需要的东西。”舌头并不知道你得到了你需要的东西。它只知道你尝到了它。而这个系统知道它已经到达了将被利用的地方,也就是肠道。然后它发送信号,强化对这种东西的摄取,因为这就是我所需要的:糖,能量的来源。

安德鲁·休伯曼:这些是肠道里的神经元吗?它们是——

查尔斯·祖克博士:这些不是肠道里的神经元。这些是能识别糖分子的肠道细胞——

安德鲁·休伯曼:我明白了

查尔斯·祖克博士:……它们发送一个信号,这个信号由迷走神经元直接接收。

安德鲁·休伯曼:明白了。

查尔斯·祖克博士:然后它通过肠脑轴把信号传到迷走神经节中这些神经元的胞体,再从那里传到脑干,从而触发对糖的偏好。

安德鲁·休伯曼:两个问题。

查尔斯·祖克博士:请说。

安德鲁·休伯曼:第一,你提到肠道中这些检测糖的细胞实际上位于肠内。你没有说——

查尔斯·祖克博士:是的

§03文字稿——第 3 部分

安德鲁·休伯曼:……胃。

查尔斯·祖克博士:是的。

安德鲁·休伯曼:这让我很惊讶。我总是把肠道(gut)想成胃,但当然——

查尔斯·祖克博士:我知道。不

安德鲁·休伯曼:……是肠。

查尔斯·祖克博士:它们在肠内,因为所有的吸收都发生在那里。

安德鲁·休伯曼:明白了。

查尔斯·祖克博士:所以你希望信号……你看,你希望大脑知道你已经成功摄入了所吃的东西,并把它分解成了生命的基本构件。

安德鲁·休伯曼:嗯哼。

查尔斯·祖克博士:还有葡萄糖、氨基酸、脂肪。所以你要确保,当它们变成肠道能够吸收的形式时,才会有信号传回来说:“这就是我想要的。”明白吗?现在,我再往前推进一步。糖分子会激活这条独特的肠-脑回路,而正是这条回路驱动了我们对糖的偏好的形成。这条回路的一个关键要素是:肠道中识别糖的感受器完全不识别人工甜味剂。

安德鲁·休伯曼:因为它们的营养价值与味道是脱钩的。

查尔斯·祖克博士:笼统地说,可以这么推测。这是因为它是一种非常不同类型的受体。

安德鲁·休伯曼:我明白了。

查尔斯·祖克博士:事实证明,肠道里用的并不是舌头上的那些受体,而是一种完全不同的分子,它只识别葡萄糖分子,不识别人工甜味剂。这对人工甜味剂最终能否抑制我们的食欲、我们的渴求、我们对糖永不满足的欲望,有着深远的影响。由于它们不会激活肠-脑轴,它们永远无法像糖那样满足对糖的渴求。我认为人工甜味剂在市场上未能抑制我们对糖的食欲、需求和欲望,原因就在于:它们在舌头上效果极好,作用于“喜欢”这一层面,能让人分辨甜与不甜;但它们无法激活肠道中那些关键的感受器,而正是这些感受器会告诉大脑:“你已经得到糖了,不需要再渴求了。”

安德鲁·休伯曼:那么“想要”这个问题——

查尔斯·祖克博士:是的

安德鲁·休伯曼:……我们能否把它与某一组特定的神经化学物质联系起来,它们位于……的上游。也就是说,这条通路是:葡萄糖激活肠道中的这些细胞,经由迷走神经,推测是通过结状神经节传递,再上行进入脑干。

查尔斯·祖克博士:非常好。

安德鲁·休伯曼:然后——

查尔斯·祖克博士:那从那里,它又去了哪里?

安德鲁·休伯曼:对。它去了哪里?“想要”的物质基础又是什么?当然,我会想到多巴胺这类分子,与渴求有关。甚至还有一本书叫《渴望更多的分子》(The Molecule of More)等等。如你所知,多巴胺是一种非常“邪恶”的分子,因为它既会唤起某种类似愉悦的感觉,也会唤起想要更多、渴求的感觉。所以,如果我理解得没错,人工甜味剂在营养感知层面上无法满足对糖的渴求,这一点我同意。然而,如果我们过度触发这条真正由糖诱发的“想要”通路——我们都有过这种体验,吃了糖之后,发现自己越来越想吃糖。当然,这也可能是胰岛素失调所致,但我们能把这两者区分开吗?

查尔斯·祖克博士:嗯。你看,我们在糖和脂肪的过度摄入方面面临一个巨大的问题。我们正处在人类演化中一个独特的时期:营养不良相关的疾病竟然是由营养过剩造成的。这有多离谱?历史上,营养不良相关的疾病一直与营养不足联系在一起。因此,我们需要想出一些策略,能够切实改变这些控制我们“想要”的回路的激活,尤其是在高风险人群中。而这条肠-脑回路,归根结底就是向大脑传递信息的沟通线路——在这个例子里,传递的是肠道中存在糖。在我们思考“有没有办法切实调节这些回路”时,它是一个非常重要的靶点。也就是说,让你的大脑以为你已经被糖满足了,尽管我并没有给你糖。

安德鲁·休伯曼:这立刻引出一个问题:这些肠道细胞中的葡萄糖受体,是否也会对其他对我们更健康的东西产生反应?

查尔斯·祖克博士:问得非常好。绝妙的想法。我认为一个重要的目标将是制定策略,找出那些能让我们调节这些回路的手段,这样,至少对于所有深受这个问题困扰的人来说,它确实能在改善人类健康方面产生巨大的影响。

安德鲁·休伯曼:我在这一点上可能是错的——

查尔斯·祖克博士:好的

安德鲁·休伯曼:……而且我很乐意被证明是错的。

查尔斯·祖克博士:好的。

安德鲁·休伯曼:我经常出错。

查尔斯·祖克博士:好的。

安德鲁·休伯曼:也经常被人说我错了。我的想法是:我们肠道内的细胞不只感知糖——具体来说是葡萄糖——肠道内还有感知氨基酸和脂肪酸的细胞。我可以想象这样一种情形:一个人可以训练自己,从食用富含必需脂肪酸、氨基酸的食物中获得极大的饱腹感,而这些食物的热量也许比糖低,或者对胰岛素的扰乱比糖小。我就拿自己举个例子。我一直很喜欢甜食,但在过去几年里,不知为何,我开始对甜食没那么有胃口了,可能只是因为我不再吃它们了。一开始,这需要一些克制。现在我根本连想都不会想。

查尔斯·祖克博士:是的,因为你没有在强化那些回路。所以,本质上你是在让自己抽离出来。但你往往是个例外。有极其庞大数量的人在持续不断地接触高度加工食品,对吧?

安德鲁·休伯曼:还有所谓的隐形糖。

查尔斯·祖克博士:它们甚至都不必是隐形的。它就明摆在那里。

安德鲁·休伯曼:明目张胆地藏着。是的,我同意。人们大谈隐形糖,以至于常常忽视了还有那些明面上的糖。

查尔斯·祖克博士:嗯。关于制定能够在营养方面切实改变公共健康的策略有多重要,我们可以展开长谈。但我想回到这些脑中枢的概念上,归根结底,正是它们被这些必需营养素所激活。糖、脂肪和氨基酸是我们饮食的基本组成部分,这在所有动物物种中都是如此。所以,假设演化出了专门的脑回路来确保对它们的识别、摄取,以及强化“这就是我需要的”,这并非不合理。事实上,动物确实演化出了这两个系统。一个是味觉系统,它让你识别它们,并触发那些预先设定的、天生固有的、即时的反应。对吧?“天哪,这尝起来太好了,好甜。”顺便说一句,我个人就爱吃甜食。还有,“天哪,这太美味了,好油润。”或者鲜味,即识别氨基酸。这就是“喜欢”通路。但在演化的智慧中,这很好,但还不够。你要确保这些东西到达真正需要它们的地方,而需要它们的地方不是你的舌头,而是你的肠道,它们将在那里作为维持生命的营养素被吸收。大脑想知道这一点,而且想以这样一种方式知道:它能够在“我刚才尝到的那个东西”……与“它到达了肠道中该去的地方,并让我感觉良好”之间建立关联。这样,下一次当我必须选择吃什么时,这种关联就会引导我:那就是我想要的。我想要那种水果,而不是那种水果。我想要那些叶子,而不是那些叶子,因为正是这些东西激活了正确的回路,确保正确的营养素到达了正确的地方,并告诉大脑:“这就是我想要和需要的。”我们说清楚了吗?

安德鲁·休伯曼:说清楚了。

查尔斯·祖克博士:好的。

安德鲁·休伯曼:有一件事让我既着迷又困惑——

查尔斯·祖克博士:嗯

安德鲁·休伯曼:……那就是这种效应需要几天时间,至少在小鼠身上是这样。

查尔斯·祖克博士:是的。

安德鲁·休伯曼:而味觉的感觉,抱歉,是味觉的知觉——

查尔斯·祖克博士:是的,是即时的

安德鲁·休伯曼:……是即时的,然而这却是一个缓慢的系统。所以,以一种美妙但又有点神秘的方式——

查尔斯·祖克博士:为什么?

安德鲁·休伯曼:……大脑能够把甜味饮料的味道——

查尔斯·祖克博士:是的

安德鲁·休伯曼:……与肠道中提取营养的体验联系起来,而且是在小鼠和人类大概同时还在摄入其他东西、闻到其他小鼠——

查尔斯·祖克博士:完全正确

安德鲁·休伯曼:……闻到其他人的情境下。这太不可思议了。

查尔斯·祖克博士:是的,但你不能从人类的角度去想。记住,我们继承了祖先的回路,而他们通过演化又继承自他们的祖先,我们还没有经历足够多的岁月,让许多这些天生固有的回路发生根本性改变。所以先别管我们人类,我们来看看野外的动物,好吗?这样现在更容易理解其中的逻辑。既然我一秒钟就能尝出来,为什么这需要长时间的持续强化?因为你要确保这个糖源,比如在野外,是最好的、最丰富的,是让我以最少的提取、最少的工作获得最多能量的那一个。我想识别出丰富的糖源,而如果系统只是对最先到达你肠道的糖立即作出反应,你就会与那些食物来源建立关联,而那些并不是你应该从中进食的来源。

安德鲁·休伯曼:别爱上你遇到的第一个人。

查尔斯·祖克博士:天哪,正是如此。所以从演化上讲,让味觉系统给你即时的识别,然后迫使这条肠-脑轴只有在持续、反复的接触让大脑确信之后才去强化它——“这才是那个”——你不会想在那之前就建立关联。而当我们脱离这种情境,现在我们只是去超市。我们并不是在野外狩猎、需要去建立关联。于是正在发生的是,高度加工食品以一种在自然界中永远不会发生的方式劫持、挪用了这些回路。然后,我们不仅觉得这些东西诱人可口,而且我们还在持续不断地强化这种“想要”,以至于:“天哪,这太棒了。我想吃什么?让我再多吃点这个。”

安德鲁·休伯曼:你刚刚永远改变了我对超市和餐馆的看法。理解了这种快速信号和这种较慢的信号,以及两者兼具的用处,让我意识到超市和餐馆可以说是对我们的系统来说最不自然的东西了。这几乎相当于住在只有极少合适伴侣的小村庄与在线约会之间的区别。

查尔斯·祖克博士:你看,我不打算在这一点上下判断,因为它们确实起着重要的作用。

安德鲁·休伯曼:我也喜欢餐馆。

查尔斯·祖克博士:是的。我也喜欢超市,感谢上帝。我认为它们不是罪魁祸首。罪魁祸首当然是我们对不一定健康的食物的依赖。现在,回到超市,回到“别爱上第一个”,它们需要付出功夫。你拿一个橘子,再拿一份橘子提取物——你过去用来做菜的那种,比如说加了糖的。然后你把两者调成提供相同热量。如果你两样都吃,它们对你的肠-脑轴和你的系统会产生非常不同的影响。一旦你做成提取物、对它进行加工,再加入加工过的糖,用来做菜、添加、做出一道非常甜的橘子食品,那么你现在提供的就是一种完全现成可用、已经被分解的糖源。而在橘子里,那些糖混杂在一整套复杂的其他化学成分之中——纤维、长链的糖分子,需要你的胃、你的肠道系统付出大量功夫才能分解。所以你在用大量能量来提取能量。这种平衡与我吃那种经过加工、高度提取的橘子时截然不同。顺便说一句,我用橘子举例,是因为我来这里之前刚吃了一个橘子。

安德鲁·休伯曼:好吃。橘子很好吃。

查尔斯·祖克博士:这就回到了超市的问题。所以在某种程度上,第一,如果可以选择,你不会想吃高度加工食品,因为一切都已经替你分解好了。于是你的系统没有任何工作可做。这样你就在挪用、劫持这些回路,使它们在一个通常不会发生的时间尺度上被激活。

安德鲁·休伯曼:嗯,这就是为什么我常常觉得——而且我认为现在有很多数据开始支持这一观点——尽管热力学定律确实适用,摄入的热量与消耗的热量是非常真实的事情,对吧?但对某些食物的食欲、“想要”和“喜欢”都是神经系统、大脑和肠道的现象,正如你精彩地描述的那样,而且这会随着时间推移而变化,取决于我们以何种方式获取这些营养素。

查尔斯·祖克博士:完全正确。你看,我们有很多工作要做。我说的是整个社会,不是说你和我。

安德鲁·休伯曼:我们也有很多工作要做。

查尔斯·祖克博士:嗯。我认为理解这些回路正在为我们提供重要的见解,让我们最终、但愿能够改善人类健康,带来切实的改变。当然,人们很容易把点连起来,A 到 B,B 到 C,C 到 D,而我认为其中要复杂得多。但我确实认为,从理解这些回路如何运作中得出的经验,最终能够指导我们如何对待饮食,从而避免我们作为一个社会如今所面临的问题。营养过剩竟然成了如此普遍的问题,这太离谱了。

安德鲁·休伯曼:是的。我还认为,研究代谢科学和代谢疾病的人所受的训练,在很大程度上与神经科学家所受的训练是脱节的,反之亦然。不能怪任何一个领域。

查尔斯·祖克博士:是的。

安德鲁·休伯曼:但我完全同意,大脑是关键,或者更准确地说,是神经系统——

查尔斯·祖克博士:更准确

安德鲁·休伯曼:……是被忽视的关键特征之一。

查尔斯·祖克博士:它是仲裁者。归根结底,它是许多这些通路的仲裁者。

安德鲁·休伯曼:最后一个问题,纯粹是为了满足我和听众的好奇心:你最最喜欢的食物是什么?

查尔斯·祖克博士:天哪。

安德鲁·休伯曼:我应该说,是味道。

查尔斯·祖克博士:好的。

安德鲁·休伯曼:味道。以区别于味道和营养价值,或者缺乏营养价值。

查尔斯·祖克博士:好的。你看,我们与其他所有动物物种不同,我们为了享受而进食。这在野外不会发生。大多数动物在需要进食时才进食。这并不意味着它们不享受,但那完全是另一回事,对吧?我最喜欢的食物太多了,因为我享受那种感官体验。与其说是食物本身,对我来说是整个过程。你看,心理物理学中做过这样的实验。我拿一份由 11 种成分做成的沙拉,把它们全部混在一起,成为一盘绿叶菜和其他东西的大杂烩。另一份,我用漂亮的方式摆盘,然后放进玻璃柜里,把它们拿来卖。一份卖 2 美元,一份卖 8 美元。成分完全相同,每种的分量也完全一样。最终你会把它们拌在一起,它们都会一模一样,而人们会付 8 美元,因为,你知道吗?它唤起了不同的感受。它给你一种感觉:天哪,我会享受这份沙拉。所以回到我最喜欢什么食物这个问题。对我来说,吃东西真的是一段感官之旅。我不是说每天“我饿了,来点鸡翅吧”。但我认为每一口都具有一种重要的唤起感官的作用。至于食物类别,我在智利长大,所以肉一直是……但我现在很少吃了。

安德鲁·休伯曼:是吗?

查尔斯·祖克博士:是的,因为我知道它不一定是最健康的东西。我说的是红肉,对吧?我从小每天都吃。我是说一周七天。在智利、在阿根廷,那是我们饮食的主食,对吧?现在我大概,你知道,每四周才吃一次红肉。

安德鲁·休伯曼:而且你很享受。

查尔斯·祖克博士:哦,我爱吃。部分原因是我已经四周没吃了,对吧?不过我也爱寿司,但我爱的是寿司的艺术,对吧?整个过程,它的呈现方式,会改变你品尝它的感受。我特别喜欢各国风味的美食。

安德鲁·休伯曼:你来对地方了。

查尔斯·祖克博士:没错。那就是我想来纽约的主要原因。不,开玩笑的。

安德鲁·休伯曼:还有哥伦比亚大学,那里——

查尔斯·祖克博士:我来这里,是因为我想和那些以我喜欢的方式思考大脑的人在一起,也就是:我们能不能解决这个大问题、这个大疑问?

安德鲁·休伯曼:你当然在这个方向上取得了惊人的进展。我很喜欢你的回答,因为它真正把我们今天讨论的回路和现象的许多特征汇集在了一起:虽然一切始于感觉和知觉,但归根结底在于情境,而这种情境高度因人、因地、因时而异,还取决于许许多多其他因素。我代表我自己,当然也代表所有听众,首先要感谢你几十年来在视觉、味觉以及我们如何感知和体验生活这个更大问题上所做的卓越工作。这是真正开创性的、了不起的工作,我觉得自己非常幸运,这些年能在一旁见证这一切,听你的讲座,读你数不清的精彩论文。也感谢你今天抽出时间来到这里,和我们谈谈驱动你的东西以及你所取得的发现。万分感谢。

查尔斯·祖克博士:非常有意思。谢谢你邀请我。

安德鲁·休伯曼:我们会再聊的。

查尔斯·祖克博士:我喜欢。一定会的。

安德鲁·休伯曼:感谢你今天收听我与查尔斯·祖克博士关于知觉、特别是味觉知觉的讨论。如果你从这个播客中有所收获和/或喜欢这个播客,请订阅我们的 YouTube 频道。这是支持我们的一种很好的零成本方式。此外,请在 Spotify 和 Apple 上订阅本播客。在 Spotify 和 Apple 上,你可以给我们最高五星的评价。如果你有反馈,比如对我们讨论过的话题的评论,或者希望我们在 Huberman Lab 播客未来节目中讨论的问题、话题或嘉宾,请写在 YouTube 的评论区。我们会阅读所有评论。在今天这期 Huberman Lab 播客中,我们没有谈到补充剂,但在 Huberman Lab 播客之前的许多期节目中,我们谈到了对睡眠、专注、激素支持以及心理健康、身体健康和表现的其他方面有用的补充剂。如果你对其中一些补充剂感兴趣,可以访问 livemomentous.com/huberman,查看我们协助他们配制的补充剂目录,这些补充剂与 Huberman Lab 播客中描述的具体方案直接对应。再说一遍,网址是 livemomentous.com/huberman。如果你还没有在社交媒体上关注我们,我们在 Twitter 上是 hubermanlab,在 Instagram 上也是 hubermanlab。在 Twitter 和 Instagram 上,我都会介绍科学以及与科学相关的工具,其中一些与 Huberman Lab 播客的内容有重叠,但大部分与 Huberman Lab 播客中的信息不同。我们还有一份通讯,在其中详细阐述各种方案,以及以往播客节目的一些摘要。如果你想看看,可以访问 hubermanlab.com,进入菜单,就能找到“神经网络通讯”(Neural Network Newsletter)。只需提供一个电子邮箱即可订阅该通讯。它完全零成本。我们有非常严格的隐私政策,不会与任何人分享你的电子邮箱。再说一遍,网址是 hubermanlab.com,进入菜单,找到“神经网络通讯”。如果你想看以往通讯的示例,也可以在 hubermanlab.com 上找到。再次感谢你今天收听我与查尔斯·祖克博士关于知觉生物学、特别是味觉知觉生物学的讨论。希望你和我一样觉得这次讨论很有收获。最后但同样重要的是,感谢你对科学的兴趣。

— 读到这里,多懂一点。 —