? 你以為是舌頭嘗出來(lái)的食物味道中，約 80%–90% 實(shí)際上來(lái)自鼻后嗅覺(jué)。食物在嘴里咀嚼時(shí)，揮發(fā)性分子從口咽部反向上升進(jìn)入鼻腔抵達(dá)嗅上皮。

科學(xué)課本告訴我們，舌頭管嘗，鼻子管聞，各干各的。但事實(shí)上，你以為是舌頭嘗出來(lái)的紅燒肉香、咖啡香、巧克力香、榴蓮香，八九成的功勞歸鼻子。

更準(zhǔn)確地說(shuō)：食物在嘴里被咀嚼時(shí)，揮發(fā)性分子從口咽部反向上升進(jìn)入鼻腔抵達(dá)嗅上皮——這條逆向的氣流路徑，叫鼻后嗅覺(jué)。

下面咱們一節(jié)一節(jié)說(shuō)明白這件事。

圖 1：鼻前嗅覺(jué) vs 鼻后嗅覺(jué)解剖示意圖

一、舌頭能嘗的，主要是五種味

以前中學(xué)課本里那張"舌頭味覺(jué)分區(qū)圖"——舌尖管甜，兩側(cè)管咸和酸，舌根管苦，其實(shí)是錯(cuò)的。

圖2：錯(cuò)誤的“舌頭味覺(jué)分區(qū)圖”概念

它的源頭是 1901 年德國(guó)學(xué)者 D.P. H?nig 的博士論文，原文只是說(shuō)舌頭不同區(qū)域?qū)λ姆N基本味的敏感閾值"略有差異"。1942 年美國(guó)心理學(xué)家 Edwin Boring 把它抄進(jìn)教科書時(shí)，"略有差異"被簡(jiǎn)化成了"專司分工"。

1974 年賓夕法尼亞大學(xué)的 Virginia Collings 做了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?duì)照實(shí)驗(yàn)，把不同濃度的味覺(jué)溶液點(diǎn)在舌面各處，結(jié)論是：

? 舌頭每一塊區(qū)域都能感知五種基本味，只是敏感度略有差別。

至于舌頭到底能嘗什么，分子生物學(xué)已經(jīng)給出清楚的答案：甜、咸、酸、苦、鮮，五種。

每種都有專屬受體：

• 甜由 T1R2/T1R3 這一對(duì) GPCR 蛋白組成的復(fù)合體識(shí)別糖；

• 鮮由 T1R1/T1R3 識(shí)別 L-谷氨酸（再加上 IMP、GMP 等核苷酸協(xié)同增強(qiáng)）；

• 苦由 25 種 T2R 受體共同把關(guān)——身體對(duì)苦極其敏感，這是億萬(wàn)年進(jìn)化下來(lái)的"防毒"系統(tǒng)；

• 咸由 ENaC 鈉通道感應(yīng)低濃度 Na?；

• 酸味受體最難找，化學(xué)家苦等幾十年，2018 年加州大學(xué)舊金山分校 Yu-Hsiang Tu 的團(tuán)隊(duì)在 Science 上確認(rèn)了一個(gè)名叫OTOP1的質(zhì)子通道，酸的分子機(jī)制才最終落定。

第六種基本味的候選名單上排著脂肪、金屬、鈣、水、CO?。其中最受認(rèn)可的是脂肪——2015 年普渡大學(xué)Richard D. Mattes團(tuán)隊(duì)在 Chemical Senses 上正式提出oleogustus這個(gè)名字，受體是 CD36 和 GPR120，識(shí)別的是中長(zhǎng)鏈的游離脂肪酸（不是甘油三酯）。

圖 3：味蕾結(jié)構(gòu)示意圖

所以舌頭能品出來(lái)的味道其實(shí)屈指可數(shù)。我們?nèi)粘Ｕf(shuō)的美味，如焦糖布丁的焦香、東北酸菜的酸爽、湖南剁椒的煙火氣，舌頭幾乎感受不到。

二、那些被叫做"味道"的，其實(shí)是氣味

主角是鼻子。

人類鼻腔頂部覆蓋著一片大約5 平方厘米的嗅上皮，兩側(cè)合計(jì)約兩枚硬幣大小。這塊小膜上鋪著大約400 種不同的嗅覺(jué)受體。每種受體并不專管某一種氣味，而是只對(duì)帶特定結(jié)構(gòu)特征的分子開(kāi)門。一杯咖啡里上千種分子同時(shí)進(jìn)入，鼻子收到的是一張極其復(fù)雜的激活組合圖；大腦根據(jù)經(jīng)驗(yàn)匹配出結(jié)論，"這是咖啡"。

這套系統(tǒng)的分辨能力有多強(qiáng)？2014 年 Bushdid 團(tuán)隊(duì)在 Science 上估算，人類至少能分辨1012 種氣味組合。這個(gè)數(shù)字后來(lái)被理論生物學(xué)家 Markus Meister 在 eLife 上從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度質(zhì)疑過(guò)，但即便保守估計(jì)，也遠(yuǎn)超 1920 年代教科書上寫的1 萬(wàn)種上限。

1991 年Linda Buck 和 Richard Axel鑒定出哺乳動(dòng)物嗅覺(jué)受體基因家族，這是人類基因組里最大的基因家族之一。兩人因此獲2004 年諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

接下來(lái)是關(guān)鍵：鼻子接收氣味，有兩條路徑。

外界飄來(lái)的氣味（路過(guò)咖啡館、桂花、剛出鍋的油條），從鼻孔吸入向上抵達(dá)嗅上皮，這叫鼻前嗅覺(jué)。

而當(dāng)食物已經(jīng)在嘴里，咀嚼會(huì)釋放揮發(fā)性分子，這些分子從口咽部反向上升進(jìn)入鼻咽，再抵達(dá)同一片嗅上皮，這條路徑就是鼻后嗅覺(jué)。

? 同一組受體，兩個(gè)方向相反的氣流，大腦解讀成兩件事。

2005 年耶魯大學(xué) Dana Small 團(tuán)隊(duì)用 fMRI 做了關(guān)鍵證明：

• 鼻前嗅覺(jué)主要激活杏仁核、海馬、外側(cè)眶額皮層，這些是處理外部世界識(shí)別和警覺(jué)的腦區(qū)；

• 鼻后嗅覺(jué)主要激活中央溝基部的"口區(qū)"和內(nèi)側(cè)眶額、膝前扣帶，這些是與口腔位置感和食物獎(jiǎng)賞評(píng)估相關(guān)的腦區(qū)。

2019 年 Maier 實(shí)驗(yàn)室在 Current Biology 上更進(jìn)一步：把大鼠的味覺(jué)皮層人為失活后，鼻前嗅覺(jué)完好無(wú)損，但鼻后嗅覺(jué)產(chǎn)生的"風(fēng)味感"完全消失。

也就是說(shuō)，鼻后嗅覺(jué)本質(zhì)上不是單純的嗅覺(jué)，它是嗅覺(jué)、味覺(jué)、口腔觸覺(jué)一起送進(jìn)味覺(jué)皮層、整合后形成的綜合體驗(yàn)。神經(jīng)科學(xué)家給這種綜合體驗(yàn)起了個(gè)專門的名字：flavor，風(fēng)味。

這條后門通道到底貢獻(xiàn)多少？耶魯?shù)?Gordon Shepherd 估算，日常你以為是嘗到的風(fēng)味體驗(yàn)，大約 80%–90% 來(lái)自鼻后嗅覺(jué)。這是工程估算不是實(shí)驗(yàn)定值，但臨床觀察完全吻合——慢性鼻竇炎患者最常見(jiàn)的主訴之一就是"吃什么都沒(méi)味"。2022 年 Frontiers in Allergy 那篇綜述把它形容為"被低估的生活質(zhì)量損害"。

所以，鼻塞的時(shí)候吃飯味同嚼蠟，問(wèn)題不在舌頭，而是鼻后通路被堵了。

三、生活中的幾個(gè)案例

理論夠了，看幾個(gè)具體的例子。

榴蓮

捏住鼻子吃一口榴蓮，是奶油布丁，甜、滑、帶點(diǎn)蛋黃味。德國(guó) Steinhaus 實(shí)驗(yàn)室的研究顯示，那股標(biāo)志性的臭來(lái)自一組揮發(fā)性硫化合物，其中乙硫醇（ethanethiol）的氣味活性值 OAV 高達(dá)25 萬(wàn)到 48 萬(wàn)（即其濃度是嗅覺(jué)閾值的 25–48 萬(wàn)倍）。其他還有 1,1-乙烷二硫醇、3,5-二甲基-1,2,4-三噻烷等一長(zhǎng)串硫家族成員。它們全部走鼻后嗅覺(jué)通路，舌頭一概不認(rèn)。

咖啡

舌頭能嘗到的咖啡只有"苦"加少許"酸"。但化學(xué)家已經(jīng)從咖啡里鑒定出超過(guò) 1000 種揮發(fā)性化合物——furaneol（焦糖甜）、guaiacol（煙熏木）、β-damascenone（果香蜜糖）、2-甲氧基-3-異丙基吡嗪（土壤氣息）等等。

香菜

這個(gè)例子值得多講兩句。香菜特殊的揮發(fā)性氣味源于葉片破碎后釋放的脂肪族長(zhǎng)鏈醛類分子，如(E)-2-癸烯醛。絕大多數(shù)人的大腦將這些醛類混合物解碼為“清新的綠葉植物香氣”。

然而，人類第11號(hào)染色體上編碼的嗅覺(jué)受體基因 OR6A2 專門負(fù)責(zé)識(shí)別此類化合物。23andMe等大型基因組研究服務(wù)商的全基因組關(guān)聯(lián)分析數(shù)據(jù)顯示，攜帶特定錯(cuò)義突變的OR6A2等位基因的人群，對(duì)這些醛類的敏感度產(chǎn)生了極度偏移，以至于大腦產(chǎn)生了極其厭惡的保護(hù)性錯(cuò)覺(jué)，將其與洗滌劑或臭蟲分泌的防御性液體聯(lián)系在一起。

? 換句話說(shuō)，對(duì)一部分人來(lái)說(shuō)，他們聞到的香菜真的就是"肥皂"，是由嗅覺(jué)受體的基因型決定的。

圖 4：香菜葉 + 香菜風(fēng)味分子結(jié)構(gòu)

香椿

2020 年 Zhai 和 Granvogl 在 Journal of Agricultural and Food Chemistry 上用 HS-AEDA 方法鑒定出香椿里50 多種氣味活性物質(zhì)，主角是(E,E)-、(E,Z)-、(Z,Z)-二-1-丙烯基二硫醚和(順/反)-2-巰基-3,4-二甲基-2,3-二氫噻吩，一組含硫的環(huán)狀和鏈狀有機(jī)分子。香椿入口的口感是清爽偏苦，那股標(biāo)志性的"香"全靠鼻后嗅覺(jué)送達(dá)。

皮蛋

蛋白質(zhì)遇 NaOH 發(fā)生 β-消除反應(yīng)，含硫氨基酸釋放H?S 和 NH?。H?S 與蛋黃中的 Fe2?、Cu2? 反應(yīng)生成黑綠色金屬硫化物（這就是蛋黃發(fā)青綠的原因），NH? 透過(guò)蛋殼氣孔向外擴(kuò)散。

舌頭只能嘗到鮮和咸，讓外國(guó)人驚呼 "thousand-year egg" 的所有戲劇效果，都是 NH? + H?S 通過(guò)鼻后嗅覺(jué)播報(bào)的。

四、舌頭根本沒(méi)投票的幾個(gè)"味"

下面進(jìn)入更反常識(shí)的領(lǐng)域：有幾種我們習(xí)慣稱為"味道"的體驗(yàn)，舌頭沒(méi)貢獻(xiàn)，鼻子也沒(méi)貢獻(xiàn)，它們走的是完全不同的神經(jīng)通路。

辣 = 痛覺(jué)

嚴(yán)格來(lái)說(shuō)不是味覺(jué)，是痛覺(jué)。

1997 年 David Julius 實(shí)驗(yàn)室在 Nature 上鑒定出TRPV1 通道，它分布在皮膚、口腔、內(nèi)臟的感覺(jué)神經(jīng)末梢，能被高于 43℃ 的溫度激活，也能被酸激活，還能被辣椒素（capsaicin）這個(gè)小分子直接打開(kāi)。

辣椒激活的本來(lái)是身體報(bào)告灼燒的報(bào)警系統(tǒng)，大腦收到信號(hào)判斷"這里著火了"，分不清是真燙還是辣椒，于是命令身體出汗降溫——這就是吃辣會(huì)出汗的原因。

Julius 憑這個(gè)工作拿了2021 年的諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

涼 = 冷錯(cuò)覺(jué)

同樣不是真正的溫度感，是另一套誤報(bào)。2002 年 McKemy 實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)TRPM8 通道：溫度低于 26℃ 時(shí)會(huì)激活，告訴大腦冷。薄荷醇（menthol）這個(gè)分子恰好能在常溫下打開(kāi)它。

所以你含薄荷糖時(shí)，嘴里溫度并沒(méi)下降，但大腦收到了冷信號(hào)——這是一個(gè)分子層面的冷錯(cuò)覺(jué)。

芥末 = 共價(jià)反應(yīng)

第三把鎖。芥末、山葵、辣根那種竄上腦門的沖鼻感，活性分子是異硫氰酸烯丙酯（AITC），靶點(diǎn)是 TRP 家族的另一個(gè)成員TRPA1。

2006 年 Hinman 團(tuán)隊(duì)在 PNAS 上發(fā)現(xiàn)，AITC 作為親電試劑，會(huì)和TRPA1通道蛋白胞內(nèi) N 端的半胱氨酸殘基發(fā)生可逆的硫醇-邁克爾加成反應(yīng)。該反應(yīng)在生理緩沖液和細(xì)胞內(nèi)環(huán)境中是高度動(dòng)態(tài)且完全可逆的。在去除這些刺激后，加成物會(huì)解離，通道能夠順利閉合。

這也正是為什么芥末的沖感雖然上頭快，但只要停止咀嚼，刺激感會(huì)在短時(shí)間內(nèi)隨唾液沖刷和呼吸氣流消散的原因 。

圖 5：辣椒素、異硫氰酸烯丙酯等分子結(jié)構(gòu)對(duì)照

麻 = 觸覺(jué)錯(cuò)覺(jué)

最特別的一種。花椒不辣、不痛、不涼，它"麻"。麻是一種像嘴里有微小電流或振動(dòng)的感覺(jué)。

2008 年 David Julius 實(shí)驗(yàn)室在 Nature Neuroscience 上解開(kāi)了它：花椒里的活性分子羥基-α-山椒素（hydroxy-α-sanshool），靶點(diǎn)不是 TRP 家族，而是一類叫KCNK 雙孔鉀通道的蛋白質(zhì)（具體是 TASK-1、TASK-3、TRESK 三種）。

這類通道平時(shí)讓神經(jīng)元中的鉀離子持續(xù)向外流出，維持膜電位穩(wěn)定。山椒素一來(lái)，把這些鉀通道阻斷，失去鉀外流通路的神經(jīng)元開(kāi)始持續(xù)去極化、自發(fā)放電。

更精彩的是2013 年倫敦大學(xué)學(xué)院 Hagura 團(tuán)隊(duì)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)：他們把花椒提取物涂在受試者下唇，讓被試調(diào)節(jié)一個(gè)外部振動(dòng)器的頻率直到匹配嘴里"麻"的感覺(jué)。12 個(gè)被試給出的頻率驚人地一致，約 50 赫茲。這恰好是 RA1 型（快速適應(yīng)低閾值機(jī)械感受）神經(jīng)纖維最敏感的振動(dòng)頻段。

? 50 Hz 不是花椒分子的振動(dòng)頻率，而是大腦被山椒素誘導(dǎo)出來(lái)的知覺(jué)頻率。山椒素阻斷了感覺(jué)神經(jīng)元上的鉀通道，使本來(lái)負(fù)責(zé)傳遞振動(dòng)信號(hào)的 RA1 觸覺(jué)纖維自發(fā)放電；大腦收到這些放電信號(hào)后，按字面意思解讀為"嘴里有 50 Hz 的振動(dòng)"。

辣是痛、麻是觸覺(jué)誤報(bào)、涼是冷錯(cuò)覺(jué)、芥末沖是共價(jià)反應(yīng)，這四種"味"，舌頭上的五種味覺(jué)受體一個(gè)都沒(méi)參與。它們走的是三叉神經(jīng)的體感通路，和舌頭嘗到的味根本不在同一個(gè)系統(tǒng)。

配圖 6：花椒

五、結(jié)語(yǔ)

吃飯這件事，從來(lái)不是嘴一個(gè)人的事。是舌頭上的五種基本味、鼻后嗅上皮上千種氣味分子的組合、加上痛溫觸三套體感系統(tǒng)，由大腦共同整合出來(lái)的綜合體驗(yàn)。

主要參考文獻(xiàn)

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編輯：Meyare