Kora smakowa
Pierwotna kora smakowa jest strukturą mózgu odpowiedzialną za percepcję smaku . Składa się z dwóch podstruktur: przedniej wyspy na płacie wyspowym i wieczka czołowego na dolnym zakręcie czołowym płata czołowego . Ze względu na swój skład pierwotna kora smakowa jest czasami określana w literaturze jako AI/FO (Anterior Insula/Frontal Operculum). Wykorzystując techniki rejestrowania jednostek pozakomórkowych, naukowcy wyjaśnili, że neurony w AI/FO reagują na słodycz, słoność, gorycz i kwaśność oraz kodują intensywność bodźca smakowego.
Rola w ścieżce smakowej
Podobnie jak system węchowy , system smakowy jest zdefiniowany przez wyspecjalizowane receptory obwodowe i centralne szlaki, które przekazują i przetwarzają informacje smakowe. Obwodowe receptory smaku znajdują się na górnej powierzchni języka, podniebieniu miękkim, gardle i górnej części przełyku . Komórki smakowe łączą się z pierwotnymi aksonami czuciowymi, które biegną w strunie bębenkowej i gałęziach skalistych powierzchownych większych nerwu twarzowego (nerw czaszkowy VII), gałęzi językowej nerwu językowo -gardłowego (nerw czaszkowy IX) i gałęzi krtaniowej górnej nerwu czaszkowego nerw błędny (nerw czaszkowy X), który unerwia kubki smakowe odpowiednio w języku, podniebieniu, nagłośni i przełyku. Centralne aksony tych pierwotnych neuronów czuciowych w odpowiednich zwojach nerwów czaszkowych wystają do dziobowych i bocznych obszarów jądra pasma samotnego w rdzeniu , który jest również znany jako jądro smakowe kompleksu pasma samotnego. Aksony z dziobowej (smakowej) części jądra samotnego wystają do tylnego kompleksu brzusznego wzgórza , gdzie kończą się w przyśrodkowej połowie brzusznego tylnego jądra przyśrodkowego . Jądro to wystaje z kolei do kilku obszarów kory nowej , która obejmuje korę smakową (przedni wieczko i wyspa ), która zostaje aktywowana, gdy podmiot konsumuje i doświadcza smaku.
Funkcjonalność i stymulacja
Przeprowadzono wiele badań w celu obserwacji funkcjonalności pierwotnej kory smakowej i związanych z nią struktur przy różnych stymulacjach chemicznych i elektrycznych, a także obserwacje pacjentów ze zmianami chorobowymi i ogniskami padaczkowymi GC. Donoszono, że elektryczna stymulacja nerwu językowego , struny bębenkowej i gałęzi językowej nerwu językowo-gardłowego wywołuje potencjał pola wywołanego w wieczku czołowym. Elektryczna stymulacja wyspy u człowieka wywołuje doznania smakowe. Informacje smakowe są przekazywane do kory oczodołowo-czołowej, wtórnej kory smakowej z AI/FO. Badania wykazały, że 8% neuronów w korze oczodołowo-czołowej reaguje na bodźce smakowe, a część tych neuronów jest precyzyjnie dostrojona do określonych bodźców smakowych. U małp wykazano również, że reakcje neuronów oczodołowo-czołowych na smak zmniejszają się, gdy małpa je do syta. Ponadto neurony w korze oczodołowo-czołowej reagują na bodźce wzrokowe i/lub węchowe bodźce towarzyszące bodźcom smakowym. Wyniki te sugerują, że neurony smakowe w korze oczodołowo-czołowej mogą odgrywać ważną rolę w identyfikacji i selekcji pokarmu. Badanie pacjentów wykazało, że uszkodzenie dziobu część wyspy powodowała zaburzenia smaku, a także deficyty rozpoznawania i intensywności smaku u pacjentów z uszkodzeniami kory wyspowej. Donoszono również, że pacjent, który miał ognisko padaczkowe w wieczku czołowym i aktywność padaczkową w ognisku, wywoływał nieprzyjemny smak. Aktywacja na wyspie ma również miejsce po wystawieniu na obrazy smakowe. W badaniach porównano aktywowane regiony u osób, którym pokazano zdjęcia jedzenia, z pokazanymi zdjęciami lokalizacji i stwierdzono, że zdjęcia jedzenia aktywowały prawą wyspę / wieczko i lewą korę oczodołowo-czołową.
Neurony chemosensoryczne
Neurony chemosensoryczne to te, które rozróżniają smak, a także obecność lub brak smaku. W tych neuronach reakcje na wzmocnione (stymulowane przez smak) lizanie u szczurów były większe niż na niewzmocnione (niestymulowane przez smak) lizanie. Odkryli, że 34,2% neuronów GC wykazywało reakcje chemosensoryczne. Pozostałe neurony rozróżniają wzmocnione i niewzmocnione liźnięcia lub przetwarzają informacje związane z zadaniem.
Smakowa aktywność neuronalna zależna od stężenia
Neurony chemosensoryczne GC wykazują reakcje zależne od stężenia. W badaniu przeprowadzonym na odpowiedziach GC u szczurów podczas lizania, wzrost stężenia MSG ( glutaminianu sodu ) po ekspozycji językowej spowodował wzrost szybkości wyładowań w neuronach GC szczura, podczas gdy wzrost sacharozy koncentracja spowodowała spadek szybkostrzelności. Neurony GC wykazują szybką i selektywną reakcję na smaki. Chlorek sodu i sacharoza wywoływały największą reakcję w korze smakowej szczurów, podczas gdy kwas cytrynowy powodował jedynie umiarkowany wzrost aktywności pojedynczego neuronu. Chemosensoryczne neurony GC są szeroko dostrojone, co oznacza, że większy odsetek z nich reaguje na większą liczbę smaków (4 i 5) w porównaniu z niższym odsetkiem odpowiadającym na mniejszą liczbę smaków (1 i 2). Ponadto zmienia się liczba neuronów reagujących na określony bodziec smakowy. W badaniu kompleksu smakowego na szczurach wykazano, że więcej neuronów reagowało na MSG, NaCl, sacharozę i kwas cytrynowy (wszystkie aktywujące w przybliżeniu ten sam procent neuronów) w porównaniu ze związkami chininy (QHCl) i wody.
Reagowanie na zmiany stężenia
Badania z wykorzystaniem kory smakowej modelu szczura wykazały, że neurony GC wykazują złożone reakcje na zmiany stężenia smaku. W przypadku jednego smakosza ten sam neuron może zwiększyć szybkość wyładowań, podczas gdy w przypadku innego smakosza może reagować tylko na stężenie pośrednie. W badaniach neuronów chemosensorycznych GC było oczywiste, że kilka neuronów chemosensorycznych GC monotonicznie zwiększało lub zmniejszało szybkość wyładowań w odpowiedzi na zmiany stężenia substancji smakowych (takich jak MSG, NaCl i sacharoza), zdecydowana większość z nich reagowała na zmiany stężenia w sposób złożony. W takich przypadkach, gdy testowano kilka smakantów stężeń, średnie stężenie może wywoływać najwyższą szybkość wyładowań (jak 0,1 M sacharoza), najwyższe i najniższe stężenia mogą wywoływać najwyższe szybkości (NaCl ), lub neuron może reagować tylko na jedno stężenie.
Neurony GC łączą się i wchodzą w interakcje podczas degustacji. Neurony GC wchodzą w interakcje przez milisekundy, a interakcje te są specyficzne dla smaku i definiują odrębne, ale nakładające się zespoły nerwowe, które reagują na obecność każdego smaku, przechodząc sprzężone zmiany szybkości wyładowań. Sprzężenia te służą do rozróżniania smaków. Powiązane zmiany szybkości wypalania są podstawowym źródłem interakcji GC. Podzbiory neuronów w GC łączą się po prezentacji poszczególnych smaków, a reakcje neuronów w tym zespole zmieniają się w „
Znajomość smaku
Jednostki GC sygnalizują znajomość smaku w opóźnionej fazie czasowej odpowiedzi. Analiza sugeruje, że określone populacje neuronów uczestniczą w przetwarzaniu znajomości dla określonych smaków. Co więcej, neuronowa sygnatura znajomości jest skorelowana raczej z zaznajomieniem się z określonym smakiem niż z jakimkolwiek smakiem. Ta sygnatura jest widoczna 24 godziny po pierwszej ekspozycji. Ta uporczywa korowa reprezentacja znajomego smaku wymaga powolnego przetwarzania po akwizycji, aby się rozwinąć. Proces ten może być związany z aktywacją neuroprzekaźników , modulacją ekspresji genów i modyfikacje potranslacyjne wykryte w korze wyspowej w pierwszych godzinach po spożyciu nieznanego smaku.