味覺的本質是什麼,味覺和嗅覺有什麼相同和不同,視覺是對光信號的處理,聽覺是空氣震動的處理,那味覺呢。?
味覺是怎樣產生的?它是和分子的結構相關嗎?不同生物的味覺細胞感知到的味覺是不是不一樣呀。
謝邀啊!問題問得不錯!很高興回答:)
如果用一句話回答你的問題,那就是:味覺和嗅覺都是感覺器官(舌頭和鼻子)對化學小分子的識別。的確是和視覺,聽覺完全不同的機制。實際上也正是因為味覺嗅覺是對*化學分子*的識別,不是對物理現象的識別(光波或者聲波),而化學不像物理容易量化,所以這兩個「感覺」都相對研究得慢一些,也不像視覺那樣容易利用在AI上。(呃,這一句扯得有點遠)
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味覺和嗅覺有非常多相像的地方。就像上面說的,它們都是感覺器官對化學小分子的識別。味覺的識別器是舌粘膜上的味覺細胞(taste cells),嗅覺的識別器是鼻粘膜上的嗅感神經元(olfactory receptor neruons)。這些「識別器」,也就是細胞上,有能夠識別化學分子的受體(receptor)。解開味覺和嗅覺秘密的第一把鑰匙,就在這些受體上。
味覺一共只有5種(甜,酸,苦,鮮,咸)。其中,讓人感覺甜,苦,鮮的化學分子通常比較大一些(以甜為例,葡萄糖,蔗糖,果糖,各種代糖,甜素),它們的受體是一大類(G蛋白受體),這一大類中,又分了三小種(甜,苦,鮮每個味道一種),每一種受體又都存在於一種味覺細胞中,去識別一種味道。
而代表酸和鹹的分子都是離子(氫,鈉,氯離子)它們的受體是離子通道。同樣的,酸通道在酸細胞上,咸通道在咸細胞上。
這裡要特別注意的是,味覺系統是無法識別出各種分子自己的味道的。葡萄糖,蔗糖,果糖,各種代糖,甜素,它們的化學式都不一樣,但是它們卻都是甜的,換言之,各種甜分子激活的都是一種細胞上的一種受體。苦也是。苦瓜的苦分子和藥丸里的苦分子肯定是不同的,它們卻都激活了苦細胞上類似的苦受體。我們感受到的都是「苦」。
嗅覺則不一樣,我們可以聞到非常豐富的氣味,是因為嗅覺的受體非常多,並且每一種受體識別一種氣味,最後通過獨立的神經通路傳到大腦的嗅覺皮層。這樣我們才可以聞到非常多的味道。
用這個圖簡單說明一下。左上方是嗅覺示意圖,可以看到每一個細胞識別一種味道,通過單獨的神經傳遞信息;左下的是味覺示意圖,不同分子結構但是同種味道的分子都激活一種細胞,然後不分細節的匯聚到一起,由一大條神經傳遞信息。
(圖片來自網路)
另外,舌頭上還有「觸覺「的神經末端,可以感受辣,肥,干,冷,熱,等「口感」,這些不屬於科學意義上的味覺(taste),卻屬於味道(flavor)的一部分。我們平時吃東西,實際上是這三個感覺(味覺,嗅覺,觸覺)的綜合體驗,不僅僅是味覺而已。(可以參考我的另一個答案吃水煮牛肉第一口覺得腥,吃多了就不覺得是為什麼? - 阿玉山的回答 - 知乎)
關於你的最後一個問題,不同生物的味覺細胞感知到的味覺是不是不一樣,嘿,這個問題非常有趣。不同生物的味覺當然不一樣。最著名的例子就是貓。整個貓科動物,都沒有表達出合格的甜受體,所以它們沒有識別甜的能力。從進化的角度來解釋,是貓科動物某個祖先的甜受體突變成了不表達的假基因(pseudogene),然而貓科動物吃肉比較多,飲食比較單一,並不需要識別甜味,所以它生存得好好的,後來還進化成了不同的貓科動物。
人類也是一樣。咱們現在只能識別這麼少數的味覺,但實際上咱們也有不少假基因,所以不知道是哪個祖先突變了,實際上本來也是可以識別更多口味的啊!
不知道這樣說清楚了沒,要是能看明白就點個讚唄:)
謝邀。
味覺是指食物在人的口腔內對味覺器官化學感受系統的刺激併產生的一種感覺。物質刺激口腔內的味覺感受體,然後通過一個收集和傳遞信息的神經感覺系統傳導到大腦的味覺中樞,最後通過大腦的綜合神經中樞系統的分析,從而產生味覺。 嗅覺是由兩感覺系統參與,即嗅神經系統和鼻三叉神經系統。嗅覺和味覺會整合和互相作用。嗅覺是外激素通訊實現的前提。
嗅覺是一種遠感,就是說它是通過長距離感受化學刺激的感覺。相比之下,味覺是一種近感。
嗅覺(氣味)的本質是分子共價鍵的震動頻率,兩種不同分子結構的物質,如果分子鍵的震動頻率相同,他們就有相同的氣味,氣味也有「三原色」。人工合成香水的過程,就是找到一種人工易揮發物質,它的共價鍵的震動頻率和天然香水中物質共價鍵的震動頻率相同。
味覺本質比較複雜, 甜、酸、苦、鮮、咸,五種味道分別由五種味蕾細胞採集,人的舌頭的不同部位這些細胞的含量不一樣,因此感受各自味道的能力也不一樣,例如舌頭的後部對苦味敏感。總的來說味覺的本質是(也是五種細胞分別探測的項目):分子的形狀,分子離子鍵的帶電量,離子鍵的頻率等。
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