Charles Zuker: 精华版：味觉感知与糖渴求的生物学机制｜查尔斯·祖克博士

Andrew Huberman：欢迎收听《Huberman Lab 精华版》。在这里，我们回顾往期节目，重温那些最有力、最具可操作性，且有科学依据的工具，以帮助改善心理健康、身体健康和表现。我是 Andrew Huberman，是斯坦福大学医学院的神经生物学与眼科学教授。接下来，请收听我与 Charles Zuker 博士的对话。Charles，非常感谢你今天来参加节目。

Dr. Charles Zuker：我的荣幸。

Andrew Huberman：我想请教你许多有关味觉和味觉感知的问题。不过，也许我们可以先从一个更广泛的问题开始，因为你研究过神经科学中的多个课题，而不只是味觉：我们应该怎样理解感知？它与感觉有何不同？又是什么让我们通过视觉、听觉、味觉等方式体验生活？

Dr. Charles Zuker：世界由真实的事物构成。这是一个玻璃杯，这是一根线缆，这是一个麦克风。但大脑由神经元构成，而神经元只懂电信号。那么，你如何把现实转化为纯粹的电信号，再让这些电信号表征世界？我们可以从操作层面把这个过程定义为感知。在嗅觉，也就是气味，以及味觉、视觉等感觉系统中，我们可以非常直接地区分检测与感知。所谓检测，就是你把一个糖分子放到舌头上，随后一组特定细胞感应到这个糖分子。这就是检测。此时你还没有感知到任何东西，只是舌头上的细胞在与这种化学物质相互作用。接下来，这个细胞被激活，向大脑发送信号，检测这才转化为感知。我一直试图弄清楚这究竟是怎样发生的。这是我整个神经科学研究生涯近乎痴迷的驱动力：大脑究竟如何把检测转化为感知，进而引导动作和行为？所以，如果我想开始探索大脑所做的这些事情，我觉得必须选择一个感觉系统：它的输入与输出关系在组织方式上要具有一定的简单性，同时又能用来研究大脑最终必须计算、编码和解码的所有这些问题。在我开始研究味觉系统时，它有一点非常特别：人们对味觉的分子基础一无所知。我们知道，我们能够尝到通常所说的五种基本味质：甜、酸、苦、咸和鲜。鲜味的英文 umami 来自日语，意思是好吃、美味。在几乎所有动物物种中，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联系在一起，涉及的是其中一种特定的氨基酸。这个系统的美妙之处在于，它只有五条输入通路，而且每一条都有预先确定的意义。对于每一种味道，你出生时就带有特定的正负效价。甜味、鲜味和低浓度的咸味具有吸引力，会引起趋食反应：我想摄入它们。而苦味和酸味则先天地被设定为令人厌恶。以苦味为例，这些反应在动物身上很容易观察到：首先停止舔舐，然后露出不高兴的表情，接着眯起眼睛，随后开始干呕。这一整套反应，仅仅由一个苦味分子激活舌头上的一个苦味感受细胞就能引发。

Andrew Huberman：真不可思议。

Dr. Charles Zuker：这再次体现了大脑的神奇之处：面对一个简单而独特的感觉刺激，它竟然能够编码和解码出如此非凡的动作与行为。这五种基本味道构成的味觉谱系，涵盖了机体的全部饮食需求。甜味确保我们获得适量的能量；鲜味确保我们获得蛋白质这一另一种必需营养素；咸味则确保我们维持电解质平衡。这就是三种引起趋食反应的味道。苦味用来防止摄入有毒、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。酸味则很可能是为了防止摄入腐败、变酸或发酵的食物。就是这些，这就是我们面对的味觉谱系。当然，基本味觉与风味之间存在区别。风味是完整的体验，是多种味道与气味、质地、温度、外观共同结合的结果，形成你我所说的完整感官体验。但作为科学家，我们需要先把问题拆解为基本要素，才能逐一分析，之后再将它们组合起来。所以，当我们思考味觉，试图弄清这些信息通路如何从舌头通向大脑、如何传递信号、如何整合，以及如何触发各种不同的行为时，我们会把它们作为独立的味质来研究。我们给动物甜味，或苦味，或酸味，避免混合。你可以把它们想象成一条条独立的信息线路，就像钢琴上的琴键：甜、酸、苦、咸、鲜。你按下一个琴键，就激活对应的那根琴弦。对于钢琴，它产生一个音符、一段旋律；对于味觉，它产生一个动作、一种行为。

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Dr. Charles Zuker：我们的舌头上有味蕾，分布在不同部位。因此，味蕾的分布确实有一张地图。但每个味蕾大约含有 100 个味觉受体细胞，这些细胞可以分为五种类型：感受甜、酸、苦、咸或鲜。总体而言，所有味蕾都包含感受这五种味质的细胞。当然，某些味道的感受细胞在分布上确实略有偏重。例如，苦味感受细胞在舌头最后端尤其丰富。这有一种目的论上的解释，实际上也是生物学上的依据：在你吞下有害物质之前，那里是最后一道防线。因此，要确保舌头最后端有足够多这种报告坏消息的受体。一旦它们被激活，就能触发干呕反射，把否则可能致命的东西排出去。关键在于，这五种味道的受体，也就是感应甜、酸、苦、咸、鲜的检测分子，是位于味觉受体细胞表面的蛋白质，会与相应的化学物质相互作用。一旦发生相互作用，就会触发细胞内的一连串生化事件，进而发出电信号，表示“这里有甜的”，或者“这里有盐”。我们沿着舌头到大脑的线路，比较一下甜味和苦味。首先，两者引发的行为截然相反。如果必须找出代表两个极端的两种感官体验，那就是甜味和苦味。沿着这两条信号线路看，它们就像键盘两端的两个独立琴键。按下一个琴键，就激活这根琴弦：你激活了整个口腔中的甜味细胞，它们的信号都汇聚到下一站的一组甜味神经元。下一站仍在大脑之外，位于某个味觉神经节中。这些神经元支配着你的舌头和口腔。

Andrew Huberman：它们大概位于哪里？是在——

Dr. Charles Zuker：大约在那一带。

Andrew Huberman：对，大概就在这里，淋巴结周围。

Dr. Charles Zuker：没错。有两个主要的神经节，支配着口腔中绝大多数的味蕾。随后，甜味信号从那里传到脑干。脑干是身体信号进入大脑的入口。脑干有不同的区域，也有不同的神经元群。在脑干头端的一个特定解剖位置，有一个独特区域，接收所有味觉输入。

Andrew Huberman：那是大脑中一个结构非常密集的区域。

Dr. Charles Zuker：确实，是大脑中一个非常丰富的区域。从那里，甜味信号进入脑干更上方的另一个区域，然后经过一系列中继站，从一个甜味神经元传给另一个甜味神经元，再传给下一个，最终抵达大脑皮层。当信号到达味觉皮层时，意义便被赋予这个信号。数据提示，正是在这时，你才能把它识别为甜味刺激。

Andrew Huberman：这一切发生得有多快？

Dr. Charles Zuker：按神经系统的时间尺度来说，非常快，对吧？

Andrew Huberman：不到一秒。

Dr. Charles Zuker：对。事实上，我们可以证明这一点，因为可以在每个中继站插入电极。施加刺激后，不到一秒，你就能看到后续这些中继站的反应。随后信号抵达皮层，在那里，你赋予这种味道以意义。味觉皮层中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，你的大脑内部存在一张这些味质的空间分布图。

Andrew Huberman：你认为这里有多大的可塑性，尤其是贯穿整个生命历程的可塑性？我觉得，其中一个最明显的例子是，孩子似乎不喜欢某些蔬菜，但他们全都天生喜欢甜味。不过，我们也可以设想，他们最终开始把蔬菜纳入饮食，其中一个原因可能是知道蔬菜或许——

Dr. Charles Zuker：对身体有好处。

Andrew Huberman：……对他们更有益。从童年到早期发育阶段，是否存在某种受体变化，可以解释从想要避开蔬菜到愿意吃蔬菜的转变？

Dr. Charles Zuker：我们刚才说，味觉是预先设定、先天固有的。但预先设定、先天固有，并不意味着它不会受到学习或经验的调节。它只意味着，你生来就喜欢甜味，不喜欢苦味。我们有很多可塑性的例子。比如咖啡，它会给系统带来一种相关的益处；这种益处，也就是从负面信号中产生的正向效价，足以建立积极的联结。对于咖啡而言，当然是咖啡因激活了一整组神经递质系统，带给你与咖啡相关的兴奋感。所以，没错，味觉系统可以改变，具有可塑性，也会受到学习和经验的影响。

Andrew Huberman：你能设想出某种方式，让人们可以利用这一点吗？

Dr. Charles Zuker：这种脱敏发生在哪里？我们用的术语就是脱敏。我认为它发生在多个中继站。它会发生在受体层面，也就是舌头上感应糖的那些细胞中。当你激活这个受体，让它一次又一次地触发活动，最终就会把受体耗竭。当然，我这里使用的措辞非常宽泛。受体会到达某种状态，经历一系列化学变化，使其信号传递效率大幅下降，甚至被从细胞表面移除。这是这种调节发生的一个非常重要的部位。其次，我认为还有一种综合性的信号减弱：持续激活回路，会使各个神经中继站的信号逐渐减弱，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，最后到皮层。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，为什么需要这么多中继站？”这是因为，味觉系统对于确保你获得生存所需的物质非常重要，因此它必须受到内部状态的调节。每个节点都提供了一个新的位置，让系统获得可塑性并接受调节。我举个例子，说明内部状态如何改变味觉系统的运作方式。低浓度的盐非常能引起食欲，因为我们需要盐。我们的电解质平衡需要盐。每一个神经元都把盐中的离子与钾离子一起，用作最重要的离子，以确保电信号能够在神经元内部及神经元之间传递。但在高浓度下，比如海水，就会非常令人厌恶。我们都知道这一点，因为我们去过海边，海水进到嘴里时，滋味并不好。然而，如果我让你处于缺盐状态，那么这种浓度高得惊人的盐，也就是 1 摩尔每升的氯化钠，就会变得极其诱人，令人想要摄入。这里发生了什么？你的舌头在告诉你“这太难吃了”，而你的大脑却在告诉你“你需要它”。这就是我们所说的，内部状态对味觉系统的调节。

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Dr. Charles Zuker：好的。大脑需要监测我们每一个器官的状态，它必须这么做。这是大脑确保所有器官协调运作、使我们维持健康生理状态的唯一方式。这是一条双向公路：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、呼吸周期中吸气与呼气的运作方式，一直到摄入糖和脂肪后发生什么。让我举个例子。巴甫洛夫在经典的联结条件反射实验中，每次准备给狗喂食时都会摇铃。最终，狗学会把铃声与食物即将到来联系起来。于是，仅仅听到铃声，狗就会开始分泌唾液。从神经学角度，我们把它称为预期反应。大脑中建立了这种联结的神经元，现在表征着“食物要来了”，并向通往唾液腺的运动神经元发出信号，让唾液腺挤出唾液，因为你知道食物要来了。但更惊人的是，这些动物听到铃声时，也会释放胰岛素。大脑以某种方式建立了这些联结，现在大脑中的一些神经元知道食物要来了，并通过某种方式把信号一路传到胰腺，告诉它释放胰岛素，因为糖马上就要下来了。身体状态与大脑之间进行沟通的主要通道，是一束从迷走神经节，也就是结状神经节发出的特定神经。因此，迷走神经支配着你体内的大多数器官，监测它们的功能，向大脑发送信号；随后大脑再向下反馈，说“这里运转正常，做这个”，或者“这里不太顺利，做那个”。

Andrew Huberman：我还想指出，正如你很清楚的，每一个器官，包括脾脏、胰腺、肺——

Dr. Charles Zuker：它们全都必须受到监测。我毫不怀疑，我们通常认为与代谢、生理甚至免疫有关的疾病，很可能最终会被认识为大脑的疾病、状况或状态。我不认为肥胖是一种代谢疾病。我认为肥胖是一种脑回路疾病。

Andrew Huberman：我也这么认为。

Dr. Charles Zuker：对。长期以来，由于我们研究的分子位于身体中，而不在头部，这种认识自然让我们把这些问题看成代谢、生理等方面的问题。这些分子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。现在，我们来谈肠脑联系和糖。迷走神经由成千上万根纤维组成，形成一大束神经。很可能，就在我们说话的此刻，每根纤维都在传递与自身特定任务相关的意义。这组纤维在向大脑报告心脏的状态；那组纤维在向大脑报告肠道的状态；另一组则在报告其营养状态。它们就像我们之前那个简单比喻中的钢琴琴键。这一点之所以相关，是因为肠脑轴的神奇之处，就在于这成千上万根纤维实际上执行着不同的功能。好，让我谈谈肠脑轴，以及我们对糖难以餍足的食欲。这项研究来自我自己的实验室，始于很久以前我们发现甜味受体的时候。现在，你可以通过基因工程制造缺少这些受体的小鼠。实际上，这些动物将无法尝到甜味。如果给一只正常小鼠一个装有甜味液体的瓶子，我们可以放糖，也可以放人工甜味剂，对吧？两者都是甜的。它们的味道略有不同，但这只是因为人工甜味剂带有一些杂味。就甜味受体而言，两者激活的是同一种受体，触发的是同一种信号。如果让动物在一瓶糖水或甜味剂溶液与一瓶清水之间选择，它从甜味瓶中饮用的量与从清水瓶中饮用的量之比会达到 10 比 1。这就是味觉系统的作用。动物走过去，每种都尝一下，各舔几口，然后说：“嗯，就要这个，因为它让我有食欲，而且我喜欢它。”现在，我们通过基因工程去除小鼠的甜味受体。这些小鼠的口腔里就不再有任何能够检测甜味的感受器，不管是糖分子、人工甜味剂，还是其他任何尝起来甜的东西。如果让这些小鼠在甜味液体与清水之间选择，它们会从两瓶中饮用同样多的量，因为它们分辨不出两者，没有甜味受体，所以那瓶甜味液体尝起来就像水一样。但如果我让小鼠继续待在笼子里 48 小时，等我 48 小时后回来，就会发现一件非同寻常的事：它几乎只喝糖水瓶里的液体。在这 48 小时里，小鼠学会了，那个瓶子里有某种东西能让我感觉良好，那就是我想喝的。这就是我们对糖难以满足的欲望与渴求的根本基础，由肠脑轴介导。因此我们推断，如果这是真的，如果驱动糖偏好的确实是肠脑轴，那么大脑中就应该有一组神经元，对摄入后的糖作出反应。果然，我们找到了这样一组脑神经元，它们直接接收来自肠脑轴的输入。整个过程是这样的：正常情况下，舌头识别糖，激发趋食反应。接着你把糖摄入体内，它就会激活肠道中一组特定细胞，这些细胞通过迷走神经节向大脑发送信号，表示“我得到所需的东西了”。舌头并不知道你得到了所需的东西，它只知道你尝到了。而这个系统知道，糖已经到达将被利用的位置，也就是肠道。于是，它发出信号，强化对这种东西的摄入，因为这才是我需要的东西：糖，一种能量来源。所以，这些是能够识别糖分子的肠道细胞——

Andrew Huberman：我明白了。

Dr. Charles Zuker：……它们发出信号，而这个信号由迷走神经元直接接收。

Andrew Huberman：懂了。

Dr. Charles Zuker：这个信号通过肠脑轴传到位于迷走神经节内的这些神经元胞体，再从那里传到脑干，进而触发对糖的偏好。你看，我们需要让大脑知道，你已经成功摄入食物，并将所吃的东西分解成生命的基本组成物质，也就是葡萄糖、氨基酸和脂肪。因此，要确保当它们转变为肠道可以吸收的形式时，才会反馈一个信号，说“这就是我想要的”。明白吗？

Andrew Huberman：我们稍作休息，感谢本期赞助商之一 Function。去年，在寻找最全面的实验室检测方案之后，我成为了 Function 的会员。Function 提供超过 100 项先进的实验室检测，为你的全身健康提供一份关键概况。通过这份概况，你可以了解心脏健康、激素健康、免疫功能、营养水平等许多方面。Function 不仅检测超过 100 项对身心健康至关重要的生物标志物，还会分析结果，并提供相关领域顶尖医生的专业见解。例如，在我最初几次使用 Function 检测时，我发现自己的血汞水平升高。Function 不仅帮助我发现了这一点，还提供了如何更好地降低汞水平的见解，包括限制金枪鱼摄入——我此前吃了很多金枪鱼——同时努力多吃绿叶蔬菜，并补充 NAC，也就是 N-乙酰半胱氨酸；后两者都可以支持谷胱甘肽的生成和解毒过程。我还应该说，第二次 Function 检测表明，这种方法起作用了。全面的血液检测至关重要。许多与身心健康相关的问题，只有通过血液检测才能发现。问题在于，血液检测一直非常昂贵，而且复杂。相比之下，Function 的简便程度和价格都让我印象深刻，它非常实惠。因此，我决定加入他们的科学顾问委员会，也非常高兴他们能赞助这档播客。如果你想尝试 Function，可以前往 functionhealth.com/huberman。Function 目前有超过 250,000 人在候补名单上，但他们为 Huberman 播客的听众提供提前使用的机会。再次提醒，网址是 functionhealth.com/huberman，可以在那里获得 Function 的提前使用资格。

Dr. Charles Zuker：现在，让我再往前推进一步。糖分子激活这条独特的肠脑回路，进而推动我们形成对糖的偏好。这条回路的一个关键特点是：肠道中识别糖的感受器，并不识别人工甜味剂。它是一种完全不同的分子，只识别葡萄糖分子，不识别人工甜味剂。这深刻影响了人工甜味剂最终在抑制食欲、抑制对糖的渴求，以及抑制那种难以餍足的欲望方面的效果。由于它们不激活肠脑轴，就永远无法像糖那样满足对糖的渴求。我们面临着糖和脂肪摄入过量这一巨大问题。我们正处于进化历程中的一个特殊时期：营养不良相关疾病竟然源于营养过剩。从历史上看，营养不良相关疾病一直与营养不足相联系。但我想回到这些脑中枢的概念上：最终被这些必需营养物质激活的是它们。糖、脂肪和氨基酸是我们饮食的基本组成部分，所有动物物种都是如此。因此，推测进化中出现了专门的脑回路，以确保识别、摄入这些物质，并强化“这就是我需要的”这一点，并不牵强。确实，动物进化出了这两个系统。一个是味觉系统，让你能够识别它们，并触发预先设定、先天固有的即时反应，对吧？“天哪，这太好吃了，富含脂肪。”或者由鲜味识别氨基酸。这就是“喜欢”的通路。但从进化的智慧来看，这样很好，却还不够。还需要确保这些东西到达需要它们的位置。肠道需要它们，它们在那里被吸收，成为维持生命的营养物质。大脑想要知道这一点。高度加工食品正在以自然界中本不会出现的方式，劫持、挪用这些回路。结果，我们不仅觉得这些东西诱人、可口，还会不断强化“想要”的感觉，仿佛在说：“天哪，这太棒了。我想吃点什么？再来一些这个吧。”

Andrew Huberman：这就是为什么我认为，许多数据现在开始支持这样一种观点：虽然热力学定律确实适用，摄入热量与消耗热量的关系也确实存在，对吧？但对某些食物的食欲，以及“想要”和“喜欢”，都是神经系统中的现象，涉及大脑和肠道，正如你刚才精彩描述的那样。而且，这些现象会随着时间变化，取决于我们如何获得这些营养物质。

Dr. Charles Zuker：完全正确。理解这些回路，让我们对最终如何有望改善人类健康、带来有意义的改变，获得了重要认识。当然，把 A 连到 B、B 连到 C、C 连到 D，看起来很容易，但我认为其中的复杂程度要高得多。不过，我确实认为，通过理解这些回路的运作而获得的认识，最终能够帮助我们决定如何对待饮食，从而避免我们作为一个社会目前面临的状况。营养过剩竟然成了如此普遍的问题，实在令人难以置信。

Andrew Huberman：是的。我还认为，研究代谢科学和代谢疾病的人所接受的训练，与神经科学家的训练在很大程度上是脱节的，反过来也一样。这不是任何一个领域的过错。

Dr. Charles Zuker：对。

Andrew Huberman：但我完全同意，大脑是关键，或者更准确地说，神经系统——

Dr. Charles Zuker：哦，没错。

Andrew Huberman：……是其中一个被忽视的关键因素。

Dr. Charles Zuker：它是裁决者。归根结底，它是许多这些通路的裁决者。

Andrew Huberman：我代表自己，当然也代表所有听众，首先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一更宏大的问题上，所做的非凡研究。这些工作具有真正的开创性，令人惊叹。这些年来，我能够在一旁见证这一切，听你的报告，阅读无数精彩的论文，感到十分幸运。也感谢你今天抽出时间来到这里，与我们谈论你的动力，以及你所取得的发现。非常感谢。

Dr. Charles Zuker：今天聊得非常愉快。感谢你的邀请。

Andrew Huberman：我们下次再聊。

Dr. Charles Zuker：希望……[原稿此处“I wish all”语意不完整，需核对原音。]

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