電刺激作用可以控制味道 東京大學(xué)發(fā)明電顎刺激GJS技術(shù)

　　電流舌刺激（GTS）是一種通過(guò)電刺激來(lái)改變和誘導(dǎo)味覺(jué)的技術(shù)。根據(jù)先前的研究，負(fù)電流刺激能引起兩種類型的影響：第一種是味覺(jué)抑制，刺激期間由電解材料誘導(dǎo)的味道將變?nèi)?；第二種是味道增強(qiáng)，在刺激結(jié)束后不久將能令味道更強(qiáng)。這種效果更有可能影響模仿味道的能力，并最終實(shí)現(xiàn)自由控制味道的強(qiáng)度。一系列的行業(yè)已經(jīng)考慮了味覺(jué)仿真技術(shù)，比如說(shuō)虛擬現(xiàn)實(shí)。

　　然而，傳統(tǒng)的GTS存在移動(dòng)的問(wèn)題。例如，味道增強(qiáng)的持續(xù)時(shí)間太短，而且需要在口中附著電極。另外，傳統(tǒng)的GTS不能在喉嚨誘導(dǎo)味道，只能支持口腔。東京大學(xué)與大阪大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)的研究與相關(guān)演示介紹了解決相關(guān)問(wèn)題的方法。他們的技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)改變味道，并且效果可以持續(xù)很長(zhǎng)一段時(shí)間。

　　介紹電流舌刺激（GTS）這種技術(shù)主要是通過(guò)向舌頭施加電流來(lái)誘導(dǎo)，抑制和增強(qiáng)味覺(jué)。電刺激通常用于醫(yī)學(xué)和研究目的的味覺(jué)測(cè)試。由于GTS可以誘導(dǎo)和增強(qiáng)味道，以前的研究曾使用這種技術(shù)來(lái)模擬味道。Nakamura等人提出過(guò)一種方法，通過(guò)特殊的刺激裝置來(lái)控制咸味的感知強(qiáng)度。關(guān)于GTS中抑制和增強(qiáng)的能力，Aoyama等人證明了GTS能夠抑制五種基本味道，并暗示GTS同時(shí)能增強(qiáng)這五種基本味道。

　　GTS可以模仿味覺(jué)，從而控制味道。相應(yīng)地，它存在一系列的潛在應(yīng)用。我們應(yīng)該考慮它可能對(duì)食欲有用。具體而言，減少鹽的攝入對(duì)人體健康非常重要，因?yàn)檫^(guò)量攝入會(huì)導(dǎo)致像高血壓這樣的疾病。為了解決相關(guān)問(wèn)題，我們需要通過(guò)改變飲食習(xí)慣來(lái)抑制鹽分的攝入。但是，無(wú)味的無(wú)鹽飲食不能提供足夠的美食滿足感，這對(duì)于維持減少鹽分?jǐn)z入量的飲食習(xí)慣構(gòu)成了障礙。所以，我們可以選擇通過(guò)電刺激增強(qiáng)，抑制和誘導(dǎo)味道的方法。

　　這種方法面臨兩個(gè)問(wèn)題：其中之一是電極需要連接在嘴里。在將GTS作為飲食支持界面方面，電極不應(yīng)該附著在口中，因?yàn)檫@會(huì)擾亂進(jìn)食；另一個(gè)問(wèn)題是它們無(wú)法在喉嚨處誘導(dǎo)味道?？谇缓秃韲抵械奈都?xì)胞能夠檢測(cè)攝入的食物，從而允許人們?cè)诤韲蹈兄兜馈?/p>

圖1：研究團(tuán)隊(duì)的新方法。（A）電流下頜刺激，（B）連續(xù)方波電流刺激，以及刺激下巴下部的味覺(jué)位置。因此，我們可以合理地認(rèn)為喉嚨的味道是進(jìn)食體驗(yàn)的關(guān)鍵感覺(jué)之一。

　　2. 連續(xù)方波電流刺激和GTS根據(jù)先前的研究，電刺激引起的味覺(jué)抑制機(jī)制可以描述如下：由味覺(jué)感受器檢測(cè)到的離子化物質(zhì)將因電刺激而從舌頭表面移開(kāi)，舌頭上的離子減少能夠抑制味道。但是，目前仍不完全清楚味道增強(qiáng)的機(jī)制。然而，這似乎與電泳有關(guān)。味道增強(qiáng)面臨著嚴(yán)重問(wèn)題。增強(qiáng)效果的持續(xù)時(shí)間太短（約2秒）。到目前為止，仍然沒(méi)有一種方法可以持續(xù)提高味覺(jué)。為解決這些問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)建議使用連續(xù)方波電流刺激。

　　他們之前的研究表明，這種刺激方案能夠引起了味道增強(qiáng)。因此，他們能在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)味道增強(qiáng)。在以前的研究中，他們將鉛作為負(fù)極附著在吸管上來(lái)施加刺激。他們同時(shí)使用凝膠電極來(lái)將正極附著在頸部的前面或后面。由于這引發(fā)了電泳，可以假設(shè)負(fù)極不需要附著在口中。當(dāng)正電極附著在口中并誘導(dǎo)強(qiáng)烈的電流味覺(jué)時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)正極刺激。相反，負(fù)極附著在口中的負(fù)極刺激不會(huì)引起電流味覺(jué)。這種現(xiàn)象表明，味覺(jué)神經(jīng)對(duì)電流方向具有選擇性。

　　如上所述，研究團(tuán)隊(duì)的推斷如下：如果舌頭的電位低于食物或溶液的電位，則引起味道抑制和味道增強(qiáng)。根據(jù)這個(gè)假設(shè)，他們?cè)谙掳桶惭b了一個(gè)負(fù)電極。結(jié)果是，他們證實(shí)了其有效性類似于使用吸管的方法。這一事實(shí)表明，電流刺激了遠(yuǎn)離電極的感覺(jué)神經(jīng)或器官。因此，為了刺激味覺(jué)感覺(jué)神經(jīng)和器官，在下巴的下部附著額外的電極。之前的研究表明，電極排列會(huì)在喉嚨誘導(dǎo)味覺(jué)。因此，他們發(fā)明了一種名為電顎刺激（GJS）的新方法：將電極附著在下巴上方，下巴下方和頸部背面。這項(xiàng)研究的目標(biāo)是證明GJS能夠控制味道，并改變飲食體驗(yàn)。

　　

圖2：連續(xù)方波電流刺激，以及味覺(jué)增強(qiáng)的持續(xù)時(shí)間與頻率3. 演示

　　出于安全考慮，演示根據(jù)日本大阪大學(xué)當(dāng)?shù)貍惱硌芯课瘑T會(huì)批準(zhǔn)的安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了調(diào)整。因此，研究人員需要請(qǐng)求被試的同意。被試將使用自己的嘴巴來(lái)品嘗不同口味的水，如咸，甜，酸和苦。然后，他們可以選擇體驗(yàn)四種刺激模式：無(wú)刺激，對(duì)下巴的電刺激，對(duì)下巴下部的電刺激，以及GJS。

　　關(guān)于刺激頻率，論文作者建議被試嘗試20Hz和1Hz刺激。20Hz的連續(xù)方波電流刺激僅僅引起了味道增強(qiáng)。相反，1Hz的連續(xù)方波電流刺激以交替的方式實(shí)現(xiàn)了味道抑制和味道增強(qiáng)。當(dāng)然，被試可以自愿地調(diào)節(jié)刺激的強(qiáng)度，頻率，電極的類型和位置，以及刺激模式。