味觉系统是我们享受生活的关键，它帮助我们区分5种味道：酸、甜、苦、咸、鲜（辣是一种痛觉感受）。在舌头和上颚表面，每种味道都有其特异性受体细胞，它们将味觉信号传递到味觉神经节，然后传递到孤束核、脑干臂旁核、丘脑，直到岛叶皮层，完成味觉信息的感受。

脑中调控甜味与苦味的岛叶皮层完全分离，相互之间没有任何交集，我们称之为甜皮层和苦皮层。在小鼠喝水时，激活甜皮层或苦皮层可诱发甜、苦味道，表现在典型的甜、苦味相关行为[1]。

甜皮层（绿色）与苦皮层（红色）的位置

那么，面对甜或苦的时候，你选哪个？

不考虑营养价值，对于蜂蜜和苦瓜，多数人都会选择蜂蜜。因为蜂蜜不仅甜美，还会给我们带来愉悦感；而苦瓜不仅苦涩，还有厌恶感。这便是味道的两个特征——味道本身以及味道带来的愉悦或厌恶。

然而，过去的工作仅发现了负责编码甜、苦味觉的皮层，大脑如何编码甜、苦味觉带来的愉悦感或厌恶感，我们知之甚少。

2018年5月30日，Nature杂志刊登了美国哥伦比亚大学Charles Zuker研究组的最新重要工作[2]，他们发现甜皮层与苦皮层投射到杏仁核的不同亚区，并调控相对应的愉悦感或厌恶感。此外，抑制杏仁核脑区后，小鼠不再感受到甜、苦味觉带来的愉悦或厌恶，但仍可区分甜、苦味觉。本篇工作首次揭示味觉影响情绪的神经机制，极大提高了人们对该领域的认知。

Charles Zuker教授 结果 1.甜皮层与苦皮层投射到杏仁核的不同亚区

我们都知道，甜、苦味觉可带来不同感受。那么，感受的不同是否由甜、苦皮层投射不同引起呢？为研究此机制，作者借助腺相关病毒载体，在甜皮层表达绿色荧光，苦皮层表达红色荧光，并应用清晰无阻碍脑成像计算分析（CUBIC）技术全脑示踪神经元（图1a-b）。

结果发现，在杏仁核区域，甜皮层主要投射到基底外侧杏仁核（BLA），苦皮层主要投射到中央杏仁核（CeA），在后侧BLA也有少量投射(图1c)。

图1 甜皮层与苦皮层投射到杏仁核的不同亚区

为进一步证实上述结果，作者使用顺行跨突触腺相关病毒AAV1-Cre标记甜皮层或苦皮层，这种病毒可以跨一级突触侵染下游神经元[3]。他们在DIO-tdTomato小鼠（Ai9品系）的甜皮层或苦皮层中注射AAV1-Cre，发现甜皮层下游神经元位于BLA亚区，苦皮层下游神经元位于CeA亚区（图2）。

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图2 甜皮层与苦皮层下游神经元位于杏仁核的不同亚区 2.光遗传激活甜、苦皮层在杏仁核的轴突末梢诱发偏好、厌恶行为

大量研究表明，杏仁核是调控偏好、厌恶行为的核心脑区之一，BLA和CeA包含多种类型神经元，可被奖赏性或厌恶性刺激激活。作者提出假设，激活甜皮层-BLA环路可诱发甜味带来的愉悦感，激活苦皮层-CeA环路则引起苦味带来的厌恶感。

为验证此假设，作者在小鼠甜皮层或苦皮层中注射AAV-ChR2，并在BLA或CeA亚区上方埋植光纤。他们发现，在小鼠舔水时光激活甜皮层-BLA环路可诱发小鼠多次大量舔水，而在小鼠舔水时光激活苦皮层-CeA环路致使小鼠立刻终止舔水行为（图3a-d）。

因此，当品尝中性味道时，激活甜、苦皮层-杏仁核环路可产生甜、苦味觉带来的愉悦感与厌恶感。

图3 光激活甜、苦皮层在杏仁核的轴突末梢诱发偏好、厌恶行为 3.光激活苦、甜皮层-杏仁核环路覆盖甜、苦味觉刺激

上文研究指出激活甜、苦皮层-杏仁核环路可诱发甜、苦味觉引起的偏好、厌恶行为，接下来作者想要了解光激活与味觉刺激诱发的喜恶孰强孰弱。他们在甜皮层或苦皮层中注射注射AAV-ChR2，并在BLA或CeA亚区上方埋植光纤。

通常情况下，小鼠倾向于少饮苦水、多饮甜水。但在光激活苦皮层-CeA环路时，即使面对甜水，小鼠依然倾向于少饮；反之，光激活甜皮层-BLA环路时，即便面对苦水，小鼠仍然甘之如饴（图4a-e），表明光激活苦、甜皮层-杏仁核环路可覆盖甜、苦味觉刺激诱发的喜恶。

图4 激活苦、甜皮层-杏仁核环路覆盖甜、苦味觉刺激 4.抑制杏仁核减少甜、苦味觉诱发的偏好、厌恶行为

前文的结果表明杏仁核在味觉诱发的喜恶中起关键性作用，为进一步证实这一点，作者通过化学遗传学或者药理学直接抑制BLA或CeA神经元活动，发现光激活甜皮层不再增加小鼠的进水量；光激活苦皮层也不再减少小鼠的进水量（图5a-f）。此外，通过NBQX药理学抑制杏仁核时，小鼠不再多饮甜水，也不再少饮苦水（图5g-i），表明杏仁核在味觉诱发喜恶中的必要性。

图5 抑制杏仁核减少甜、苦味觉诱发的偏好、厌恶行为 5.抑制杏仁核并不影响甜、苦味觉识别

过去的研究表明，抑制甜皮层或苦皮层时，小鼠不再识别甜味或苦味；相反，若激活甜皮层或苦皮层，小鼠会做出典型的甜、苦味觉相关性行为[1]。作者假设味道识别与对应的喜恶由不同脑区调控，即甜、苦皮层负责味道识别，杏仁核负责相应喜恶。若如此，当抑制杏仁核时，小鼠应该依然有能力辨别甜味与苦味。

作者通过两种训练方式来让小鼠报告味觉，“三端口”实验与“通过-不通过”实验。在“三端口”实验中，经过10-14天的学习训练，小鼠学会在不同的端口舔水来分辨味道。在中间端口中，若尝到甜水，小鼠会到左边端口舔水；若尝到苦水或普通水，小鼠会到右边端口舔水（图6a-b）。光激活甜皮层时，大部分小鼠会在左边端口舔水，化学抑制BLA无任何影响（图6c）。在“通过-不通过”实验中，经过15-20个系列的训练，渴觉处理的小鼠尝到苦水时需要继续舔水，而尝到甜水时需立即终止舔水行为（图6d-e），注入NBQX抑制杏仁核并不影响上述行为（图6f）。

综上，抑制杏仁核神经活性并不会影响小鼠对甜味与苦味的分辨，只会影响这些味觉带来的愉悦感与厌恶感。

图6抑制杏仁核并不影响味觉识别
总结

不同的味道会给我们带来不同的情绪，但是调控味道分辨以及相关情绪的神经机制，我们尚未了解。本文结合全脑神经示踪、AAV1跨突触病毒、光遗传学、药理学等方法，发现甜皮层与苦皮层投射到杏仁核的不同亚区，甜皮层-BLA环路与甜味喜悦感相关，苦皮层-CeA环路与苦味厌恶感相关。此外，抑制杏仁核会减少甜、苦味觉诱发的喜恶行为，但不会影响甜与苦的分辨。

所以，对于蜂蜜与苦瓜的选择，并不取决于蜂蜜和苦瓜的味道，而是取决于皮层到杏仁核的神经环路，也就是我们的情绪。

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参考文献
1 .Peng, Y., et al., Sweet and bitter taste in the brain of awake behaving animals. Nature, 2015. 527(7579): p. 512-5.
2. Wang, L., et al., The coding of valence and identity in the mammalian taste system. Nature, 2018.
3. Zingg, B., et al., AAV-Mediated Anterograde Transsynaptic Tagging: Mapping Corticocollicular Input-Defined Neural Pathways for Defense Behaviors. Neuron, 2017. 93(1): p. 33-47.