第十五講:The Chemical Senses

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目錄

化學感覺

  • Chemical senses
    • 刺激對象是化學分子
      • 水溶性—味覺
      • 脂溶性—嗅覺
  • 與「食」「色」相關

動物的嗅覺

  • 重要感覺 macrosmatic
    • mark territory(領域標示)
    • cue for orientation(方位導引)
    • guide for food source(食物來源搜尋)
    • sexual reproduction(生殖)
    • 多種動物嗅覺器官在前進方向之最前端

Olfaction 對於人類

  • 一種不易描述的感覺
    • 聞起來「像」什麼來形容
  • 但深入影響生活
    • 賣二手車的人,會在車箱內噴塑膠氣味
      • 聞起來「像」新車
      • 或在塑膠椅上噴皮革氣味
    • 賣房子,先煮咖啡(或是茶)
      • 聞起來「像」個家
  • olfaction as gatekeepers(守門員)
    • 避免危害健康的物品
      • 有毒
      • 腐敗
    • 選取有益的
      • 有營養
      • 新鮮
  • 近幾年來市場很大(以億為單來算)
    • Perfume(香水)
    • Deodorant(去味劑)
    • aroma therapy(香療法)
  • 其實人類能力也很強
    • 主要差異可能來自receptors數目的差異
      • 人約千萬
      • 狗約十億
  • Wallace(1977)
    • 聞帶過的塑膠手套辨性別 ♂ 80% ♀更高
  • Russell(1976)

Image:Chemical Senses 1.png

    • 聞穿過的T-shirt
    • 辨自己、其他男子、其他女子
  • Wells and Hepper (2000)
    • 聞狗用過的毛毯辨自己的狗
  • Doty et al.(1982)

Image:Chemical Senses2.jpg

    • 吐氣辨男女
      • 女性辨識較佳
      • 男生吐氣比較難聞

pheromones

  • 各種動物均分泌
    • 尤其是雌性
      • for sexual reproduction
      • 蛾(cabbage moth)可傳遞好幾哩以上
    • 「情人眼裡出西施」
      • McClintock (1971)
      • menstrual synchrony(月經同步)
  • 來自何處
  • 有氣味嗎?

Image:Chemical Senses3.png

Sexual chemosensory

  • Zhou and Chen (2008)
    • 提供腋下分泌物:男性(看二種影片)
    • 受試者:女性 依變項: fMRI

Image:Chemical Senses4.png

Stimulus for smell

  • volatile易揮發
    • Weber的可怕實驗
      • 倒立點香水至鼻子中—聞不到
      • 可能是弄傷了receptors
  • Odorant(氣味分子)
    • fat-soluble(脂溶性)

如何量嗅覺

  • olfactometer
  • Odor detection thresholds
    • P.537 table 15.1

compound threshold Methanol 甲醇 141,000 Acetone 丙酮 15,000 Formaldehyde 甲醛 870 Menthol 薄荷醇 40 T-butyl mercaptan 硫醇 0.3

odor detection

  • Olfactometer(嗅覺儀)


Olfactory quality

    • 嗅覺在嗅化學嗎?

Image:Chemical Senses6.jpg

嗅覺神經

  • olfactory mucosa

Image:Chemical Senses7.gif

How to smell

  • OSN之cilia
    • 約有1,000種不同的protein(蛋白質)
    • 均七次穿越membranes(類似photopigment)
    • 活動機轉相似
    • 大部分結構相同
  • specific anosmia(特定嗅覺喪失)
  • cilia 之membrane(膜)

Image:Chemical Senses8.png

  • protein

Image:Chemical Senses9.png

  • Olfactory binding protein
  • odorant molecules
  • cilia -> 打開ion channel
  • OSN
  • olfactory bulb(嗅球)

嗅覺神經

  • olfactory receptor neuron
  • Glomerulu

嗅覺接受器與氣味

嗅球

  • Optical imaging
  • 羧酸
  • 脂肪醇
  • 2-DG

chemotopic map

  • odor map
  • odotopic map

高階嗅覺處理

  • in brain《Figure15.9》
  • 示意圖《Figure15.10》

實際

  • 日常嗅覺情境《Figure15.11》
  • Piriform cortex 梨狀皮質 (分散編碼)《Figure15.12》

Piriform cortex

  • optical imaging

Odor represent in cortex

經驗(認知)影響

  • 同一氣味給不同命名《Figure15.13》


Sense of Taste

  • Taste 味覺
    • 酸、鹹、甜、苦、(鮮)
  • Flavor 風味
    • 味覺+口感(食物質感、軟硬、溫度....)
  • 味道
    • 再加嗅覺

chewing and taste(咀嚼與味覺)

  • 日常飲食時的感受

Image:Chemical Senses10.jpg

Stimulus for Taste

  • soluble 可溶於水
  • 平常唾液(saliva)幫助溶解
    • 一天分泌約740cm3
    • 包含citric acid(檸檬酸)
      • 將澱粉分解

味覺分類

  • Aristotle
    • Sweet(甜), sour(酸), salty(鹹), bitter, pungent(辣), harsh(刺的), astringent(澀味的)
  • Henning
    • sweet, sour, salty, bitter
  • Ikeda (1908)
    • umami (Japanese 旨味)鮮味

Umami

  • 新研究
    • Sabstances物質 (Lindemann, 2000)
    • cortical response大腦反應 (Rolls, 2000)
    • Receptors接受器 (Chaudhari, Landin and Roper, 2000)
  • Primary taste??
    • Erickson (1980) 的approach(研究方向)
      • Primary(原始味覺) 可以不受其他混合的影響
      • 即可從multicomponents(複雜分子)中找到
      • complex tastes are not analyzed into primay components (複雜的味道不能分析到原始味覺單位)(Erickson, 1982)

Taste qualities

  • 由basic taste qualities《Figure15.14》
  • Tongue《Figure15.15&16》

Tongue

Taste receptors

  • papillae 外形及分佈(補充)
    • filiform 絲狀體(整個舌,形如絲)
    • fungiform 蕈狀體(舌尖與側,形如菇)
    • foliate 葉狀體(側邊,皺折)
    • cirvumvallate城廓狀體 (舌根,扁圓)

Image:Chemical Senses11.jpg

  • Papillae
  • Taste buds味蕾
  • Taste cell味覺細胞
    • Microvilli 微絨毛
  • supporting cell支持細胞, connective tissue結締組織, sensory nerve fibers感覺神經纖維
  • taste buds 味蕾

Image:Chemical Senses12.jpg

Genetics of taste

  • PTC (phenylthiocarbamide) – bitter
  • nontaster (taste-blind to PTC)
  • PROP (6-n-propylthiouracil)
  • 25% taste-blind to PTC/PROP
  • 外觀

味覺通道

  • 到大腦《Figure15.17》

神經登錄

  • distributed coding《Figure15.18》
  • Specificity coding《Figure15.19》
  • Chorda tympani nerve 《Figure15.20》

在brainstem

  • Scott & Giza (1990)
    • 在NST (nucleus of the solitary tract) 測兩個細胞的反應
    • 舌上放amiloride(一種利尿劑,放在舌上可以阻斷鹹味)
    • 再在舌上放置不同物質來觀察神經活動
    • 結果如下頁《Figure15.21》

味道flavor

  • 味道﹣嗅覺=
    • 《Figure15.23》

Orbitofrontal cortex

  • 整合各種感覺的地方《Figure15.24》
  • 神經與行為反應《Figure15.25》

Flavor pathway

認知對flavor的影響

Sensory-specific satiety

  • satiation 香蕉與香草不同

嗅到發展

  • 3-8 小時的新生兒

Flavor與胎教

  • 對紅蘿蔔的喜好


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