Cum interpretează creierul unele arome ca senzație de gust (studiu)

Percepția gustului este, în mod obișnuit, o experiență multisenzorială. Un miros retro-nazal alimentează senzația de „aromă” în timpul consumului alimentar, inducând frecvent o iluzie de gust chiar și în absența unui stimul gustativ propriu-zis. Această asociere între miros și gust poate explica fenomenul de „gust pierdut” în timpul unui episod de congestie nazală. Totuși, modul în care aceste semnale chimiosenzoriale sunt procesate și integrate la nivel cortical rămâne parțial elucidat.
Un studiu condus de Karolinska Institutet din Suedia a investigat dacă mirosurile retro-nazale asociate gustativ pot genera modele neuronale asemănătoare gustului în cortexul insular uman, utilizând imagistica prin rezonanță magnetică funcțională (fMRI) și stimulare orală unimodală (gust fără miros, miros fără gust). În mod particular, s-a analizat dacă aceste modele de activare se suprapun cu cele generate de gusturile corespondente.

Metodologie

Au fost incluși 25 de participanți sănătoși, care au primit oral stimuli gustativi (dulce și sărat) și mirosuri asociate acestora. Participanții au fost expuși inițial la combinații gust-miros, urmate de sesiuni separate de fMRI cu stimulare gustativă și olfactivă unimodală. Au fost evaluate activările BOLD și modelele de activare multivariată (MVPA) în cortexul insular.

Rezultate

Activări corticale specifice modalității senzoriale

• Mirosurile fără gust au activat cortexul piriform, zona primară olfactivă.
• Stimuli gustativi fără miros au activat insula dorsală mijlocie bilaterală, considerată zona primară gustativă.

Coduri neurale suprapuse pentru gust și miros

Prin analiza modelelor multivariate s-a arătat că atât gusturile, cât și mirosurile asociate acestora pot fi diferențiate în insulă. Clasificatorul antrenat pe date gustative a putut prezice identitatea mirosurilor și invers, indicând un cod neural comun pentru componentele aromei.

Această suprapunere s-a localizat în principal în insula ventrală anterioară, zonele disgranulare și agranulare, care primesc proiecții directe din cortexul piriform, sugerând un loc de integrare precoce între gust și miros.

Stabilitatea în timp a codurilor gustative

Modelele de activare legate de gust s-au schimbat între zile, indicând o instabilitate temporală în reprezentarea gustului în insulă. În schimb, modelele legate de miros și cele crossmodale au rămas stabile. Această descoperire sugerează o diferită dinamică a codurilor gustative față de cele olfactive.

Rolul insulei în percepția aromei

Studiul oferă dovezi că insula funcționează ca hub de integrare a gustului și mirosului înainte ca semnalul să ajungă la cortexul orbitofrontal, considerat anterior drept punctul principal de integrare senzorială. În insula disgranulară/agranulară se formează un cod perceptual comun pentru componentele chimiosenzoriale ale alimentelor.

Contribuții suplimentare

• Nu s-au observat modele semnificative de decodare în cortexul piriform pentru identitatea mirosurilor, sugerând o procesare diferențiată a mirosului retro-nazal.
• Analiza whole-brain a relevat că alte regiuni, precum cortexul orbitofrontal și lobul parietal inferior, pot participa la reprezentarea aromei în moduri distincte, uneori mai apropiate de valoarea subiectivă decât de identitatea gustativă.

Interpretare și implicații

Datele sugerează că atunci când mirosul și gustul sunt învățate împreună, cortexul gustativ dezvoltă o reprezentare gust-like pentru mirosul asociat. Astfel, mirosurile pot declanșa senzații gustative în lipsa unui stimul real, ceea ce are implicații pentru înțelegerea comportamentului alimentar, preferințelor și chiar pentru designul alimentelor.

Integrarea precoce gust-miros în insulă poate sta la baza fenomenului de confuzie gustativă și a intensificării gustului de către mirosuri, având potențial aplicativ în domeniul nutriției și al marketingului alimentar.

Concluzii

Acest studiu oferă dovezi că insula umană, în special porțiunea sa anterioară disgranulară și agranulară, găzduiește reprezentări comune pentru gusturi și mirosuri asociate. Integrarea precoce a semnalelor chimiosenzoriale în insulă explică percepția holistică a aromei și rolul acestei regiuni ca nod critic în rețeaua corticală a aromei. Rezultatele susțin ideea că percepția aromei este mai mult decât suma gustului și mirosului, fiind o construcție neurală coerentă care apare din convergența timpurie a semnalelor în cortexul insular.