[No.L001]
2018年08月28日,電流舌刺激(GTS)是一種通過電刺激來改變和誘導(dǎo)味覺的技術(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,在刺激結(jié)束后不久將能令味道更強。這種效果更有可能影響模仿味道的能力,并最終實現(xiàn)自由控制味道的強度。一系列的行業(yè)已經(jīng)考慮了味覺仿真技術(shù),比如說虛擬現(xiàn)實。
然而,傳統(tǒng)的GTS存在移動的問題。例如,味道增強的持續(xù)時間太短,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)研究團隊的研究與相關(guān)演示介紹了解決相關(guān)問題的方法。他們的技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)自動改變味道,并且效果可以持續(xù)很長一段時間。
1. 介紹
電流舌刺激(GTS)這種技術(shù)主要是通過向舌頭施加電流來誘導(dǎo),抑制和增強味覺。電刺激通常用于醫(yī)學(xué)和研究目的的味覺測試。由于GTS可以誘導(dǎo)和增強味道,以前的研究曾使用這種技術(shù)來模擬味道。Nakamura等人提出過一種方法,通過特殊的刺激裝置來控制咸味的感知強度。關(guān)于GTS中抑制和增強的能力,Aoyama等人證明了GTS能夠抑制五種基本味道,并暗示GTS同時能增強這五種基本味道。
GTS可以模仿味覺,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)該考慮它可能對食欲有用。具體而言,減少鹽的攝入對人體健康非常重要,因為過量攝入會導(dǎo)致像高血壓這樣的疾病。為了解決相關(guān)問題,我們需要通過改變飲食習(xí)慣來抑制鹽分的攝入。但是,無味的無鹽飲食不能提供足夠的美食滿足感,這對于維持減少鹽分?jǐn)z入量的飲食習(xí)慣構(gòu)成了障礙。所以,我們可以選擇通過電刺激增強,抑制和誘導(dǎo)味道的方法。
這種方法面臨兩個問題: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,因為這會擾亂進食;另一個問題是它們無法在喉嚨處誘導(dǎo)味道�?谇缓秃韲抵械奈都�(xì)胞能夠檢測攝入的食物,從而允許人們在喉嚨感知味道。
因此,我們可以合理地認(rèn)為喉嚨的味道是進食體驗的關(guān)鍵感覺之一。
2. 連續(xù)方波電流刺激和GTS
根據(jù)先前的研究,電刺激引起的味覺抑制機制可以描述如下:由味覺感受器檢測到的離子化物質(zhì)將因電刺激而從舌頭表面移開,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的機制。然而,這似乎與電泳有關(guān)。味道增強面臨著嚴(yán)重問題。增強效果的持續(xù)時間太短(約2秒)。到目前為止,仍然沒有一種方法可以持續(xù)提高味覺。為解決這些問題,研究團隊建議使用連續(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。因此,他們能在長時間內(nèi)實現(xiàn)味道增強。在以前的研究中,他們將鉛作為負(fù)極附著在吸管上來施加刺激。他們同時使用凝膠電極來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)強烈的電流味覺時,能夠?qū)崿F(xiàn)正極刺激。相反,負(fù)極附著在口中的負(fù)極刺激不會引起電流味覺。這種現(xiàn)象表明,味覺神經(jīng)對電流方向具有選擇性。
如上所述,研究團隊的推斷如下: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。根據(jù)這個假設(shè),他們在下巴安裝了一個負(fù)電極。結(jié)果是,他們證實了其有效性類似于使用吸管的方法。這一事實表明,電流刺激了遠離電極的感覺神經(jīng)或器官。因此,為了刺激味覺感覺神經(jīng)和器官,在下巴的下部附著額外的電極。之前的研究表明,電極排列會在喉嚨誘導(dǎo)味覺。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。這項研究的目標(biāo)是證明GJS能夠控制味道,并改變飲食體驗。
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會批準(zhǔn)的安全標(biāo)準(zhǔn)進行了調(diào)整。因此,研究人員需要請求被試的同意。被試將使用自己的嘴巴來品嘗不同口味的水,如咸,甜,酸和苦。然后,他們可以選擇體驗四種刺激模式:無刺激,對下巴的電刺激,對下巴下部的電刺激,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。相反,1Hz的連續(xù)方波電流刺激以交替的方式實現(xiàn)了味道抑制和味道增強。當(dāng)然,被試可以自愿地調(diào)節(jié)刺激的強度,頻率,電極的類型和位置,以及刺激模式。
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