飲光止渴的老鼠——舌尖上的水滴

**本文禁止一切形式轉載**

大家都知道水乃生命之源，最近發表在Nature Neuroscience的文章揭示了小老鼠們是怎樣「品嘗」這生命之源的。「邪惡」的科學家們通過讓老鼠誤以為光是水，成功讓口渴的老鼠不斷「舔光」，從而理解舌頭是怎麼感受水的。但是這隻會讓老鼠不斷去試圖舔光，卻不能真正讓他們止渴，所以下文所說的只是「品嘗」水的可能機制，鼠（人）體內應該還有別的機制來判斷你是否缺水，是否喝足。

我們先簡單說一下「味覺」系統，和人類一樣，老鼠也是靠舌頭上的味蕾來品嘗味道的，而根據科學家們詳盡的研究，味覺分為：「酸，甜，苦，咸和鮮」。是的，沒有辣啊！因為辣椒素激活的是熱和疼響應受體，而這些受體遍布你身體很多部分，來保護你（感到疼了就學著點下次別做同樣的事/趕快離開這鬼東西）。進化上人類味蕾並沒有特別為了辣椒素設計一個受體，「辣味」只是其他機制的副產物。所以科學界不認可「辣」是一種味覺。我只想說：這些科學家一定沒吃過毛血旺缽缽雞水煮牛肉辣子雞麻婆豆腐……（咽口水）比起這種模糊的「鮮（Umami）」味，情感上我是不認可排擠「辣味」的。但是科學不講情感啊T^T。而且對於味覺誤會還有很多：

第一個要粉碎的都市傳說是：舌頭並沒有所謂的「分區」，舌頭任何部分都有這五大味覺的受體（但是舌頭側邊的確比舌頭中間更敏感）。而且不止舌頭，味覺受體在你肺部啦腸子啦身體其他部位都有。有什麼卵用？有些刺激性物質被你吸入肺里，肺里的苦味受體被激活，然後大腦就會指示你咳嗽。最大的誤會可能就是我們對於「味覺」的感受其實不止依賴舌頭，還非常依賴「嗅覺」系統！所以感冒鼻子不通你才會食之無味。那些吃貨大多都有個狗鼻子。極少數因為種種原因的失去「嗅覺」的人大多也失去品嘗食物的能力。並且一個人吃飯啊，除了舌頭，嗅覺，食物的溫度，口感等等都決定了你對「味覺」的感受，溫度和觸感都有各自別的機制，最後這麼多信息匯總起來才是一道菜的「味道」。是不是對於你吃貨的本質有了更進一步的理解了！

好好好，廢話說的又太多了。我們回到切實的實驗和數據上來。正常來說「水」並沒有味道，但是總得有人負責檢測你有沒有在喝水是吧，到底是誰呢？來自加州理工大學的Oka組覺得喝水還是用嘴喝，應該和舌頭有點關係吧。於是他們記錄不同液體在舌頭中引起的反應，使用人造的唾液作為對照，發現沖水果然能看到神經活動，當然也包括五大味覺（圖a）。而用油就不行，必須是水（圖d）。然後就一個個分析到底是唾液中哪個成分，先給某個成分，再換成水，發現先給重碳酸（HCO3-）再用水沖能看到明顯反應，而口水裡如果去掉重碳酸（HCO3-）這個反應就沒了（圖b）。

為了明白到底哪種味覺負責「水」感受，他們敲掉了不同味覺的信號（不全是受體，為了好理解圖中注釋統一用了受體這個模糊說法）然後發現和「酸」味相關信號沒了，舌頭就嘗不出「水」了

那麼酸的感受主要是通過pH值，也就是氫離子，高中化學沒忘的話，這也就解釋了為什麼是重碳酸（HCO3-）會引發了圖1中的現象。

科學家們接下來腦洞大開，如果真的是酸味受體同時負責「水」的感受，那麼我們是不是可以人為地讓老鼠以為自己在「喝水」呢？這裡我們要說一個現在神經科學最常用的技術了：光遺傳。簡單來說呢，就是用光來人為激活一部分神經元的技術，於是這些科學家們只在含有酸味受體的細胞里表達了一個叫ChR2的東西，這是從一種從感光的衣藻中提取出來的光敏感離子通道。總而言之如圖a他們設計了一個觸控口的水瓶，老鼠伸出舌頭靠近瓶口，就會有一束光照過來，激活老鼠舌頭上那些酸味受體細胞。如果這些細胞真如他們預測的那樣感受「水」，那麼口渴的老鼠就會「把光當做水」。事實上，這也是他們的結果，他們不停地舔著「光」：

但是光並不能止渴啊！他們發現老鼠並沒有那麼好騙，如果真的給水，他們舔個四分鐘左右就能喝夠，但是只給光的話，他們就能一直舔到天荒地老。這說明含有酸味受體的細胞只負責「檢測」水的存在，並不負責調控喝水的慾望和缺不缺水狀態的判斷。

後面的部分簡單總結就是他們發現敲除酸味受體的老鼠還是會「口渴」，也還是會「喝水」，儘管從理論上來說他們這個時候舌頭應該是感受不到「水」的。所以可能「品嘗水」本身和喝水的行為是分開的，畢竟除了「味道」，水還有它的觸感溫度等等（怎麼越來越覺得舌頭的作用好小）。總的來說我很喜歡這樣腦洞大而且能好好設計實驗的研究，期待他們之後的工作可以回答一下既然是酸味感受細胞，它們是怎樣區分「酸」的東西和水的；也期待能把舌尖上對水的檢測和大腦對於「口渴」以及「喝水」行為的調控聯繫起來~

大家多喝點熱水啊~

參考文獻：

10 Fun Facts About Your Tongue and Taste Buds10 Fun Facts About Your Tongue and Taste Buds

The Science of Delicious

Zocchi, D., Wennemuth, G., and Oka, Y. (2017). The cellular mechanism for water detection in the mammalian taste system. Nat Neurosci 20, 927–933.