心灵的诡计

当我们探索味觉科学时,本周我们将分析大脑对你的捉弄,包括为什么飞机上的噪音会降低食物的味道,以及噪音在多大程度上……
二零一二年十月七日
生产玛莎戴安娜

BRAIN-AI-INTERFACE

大脑的线路

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当我们探索味觉科学时,本周我们将分析大脑对你的捉弄,包括为什么飞机上的噪音会降低食物的味道,以及在多大程度上影响你对葡萄酒的选择。我们还与联觉者交谈,他确实能品尝到他遇到的人的味道,我们还探索了安慰剂效应的作用。此外,黑曼巴毒液的止痛药,为什么青少年要冒险,以及为什么名字很难记住的老问题……

在这一集里

人类的舌头

01:29 -味觉的科学

你如何感知味道是一个非常复杂的关系……

味觉科学1
与伦敦大学的巴里·史密斯合作

现在大多数人认为味觉是一种非常简单的感觉。你把东西放进嘴里,你的舌头告诉你味道,对还是错?不完全是这样,因为事实证明,你如何感知味道是一个非常复杂的关系,它结合了几种不同的感官。除了舌头的味蕾,食物的质地、气味、视觉,甚至你周围的声音都会影响你的饮食体验。伦敦大学的巴里·史密斯教授为我们解释了这一现象。你好,巴里。

巴里-你好。

克里斯:那么,如果你愿意的话,先带我们来一场味道之旅吧,看看我们吃东西的时候到底发生了什么。

巴里:嗯,就像你刚才说的,人们认为他们从舌头上获得了大部分的味道体验,但事实上,舌头给你的很少。它只是给你盐,甜,酸,苦,咸,现在我们认为金属。你可以在嘴里尝到血的味道,那种金属的味道。但是想想所有你已经习惯经历的事情。你可以尝出草莓、洋葱、甜瓜或肉桂的味道,我们没有这些感受器。所以这告诉你,你是从其他地方获得的大部分来自气味。除了嗅觉,你还有触觉。这是食物在口中的奶油味,如果它碎得不一样,就说明它有多不新鲜。但是想想胡椒之类的东西。我们喜欢在食物上放黑胡椒,但我们对纸没有味觉感受器。 In fact, what that is doing is irritating the trigeminal nerve and it's the one that becomes very sore at the bridge of the nose. It starts to sort of ring bells and be stingy when your mustard is too hot.

克里斯-辣根…

巴里-辣根,对,它也使薄荷或绿薄荷在嘴里吃起来很凉爽,即使没有温度变化。所以你至少要把触觉,味觉和嗅觉结合起来才能得到你想要的味道。

克里斯-所以,当我们把东西放进去的时候,你嘴里的热量给你放进去的食物分子提供了一些能量,所以它们中的一些会飘走,进入你的鼻子,进入你的喉咙后部,所以,你会得到这种复古的香味体验。

巴里:实际上,你有两种嗅觉,所以你可以闻到外界环境中的东西,然后当你把东西放进嘴里,这些挥发物通过鼻咽上升,开始激活鼻子里同样的受体,你可能会得到非常不同的体验。所以,大脑会注意到气流进出的不同,从嘴里来的和从外面来的。所以,想象一下像埃泊塞斯这样的臭象棋。它闻起来真的很恶心,但是,当你把它放进嘴里的时候,很美味,很可爱。这表明香气的表现是不同的取决于气流的方向。

克里斯——我的一个亲戚前几天对我说——有一块奶酪他不得不扔掉。他买了一些发臭的主教,他说:“我不忍心吃它。”

巴里-但如果他有,也许…

克里斯-但是味道很棒,不是吗?

巴里-没错。

克里斯:那为什么,为什么当你打开包装,你想,“我真的要把它放进嘴里吗?”但是当它放进去的时候,它真的很漂亮。

巴里:嗯,这是因为同样的气味被处理的方式不同,这取决于它们是从口腔还是从鼻腔来的。还有一种不匹配的方式。想想咖啡。刚煮好的咖啡的香味是美妙的,但是你嘴里的味道不太一样,你不会有点失望吗?

克里斯-这当然是一个差距。这是真的。

巴里-是的,确实是有差异,但有一种食物我们从外部嗅到的味道和从内部感受到的味道是完全一样的,那就是巧克力。这可能就是为什么它是一种神奇的食物,因为你得到了你想要的,你很满意

克里斯:考虑到巧克力,它确实满足或勾选了你提到的所有盒子,不是吗?因为它有质地。它在嘴里融化,所以它从坚硬粗糙的质地变成了光滑的东西,很容易在你的舌头上滑动。它含有大量的糖,脂肪也是如此。所以所有这些经历加上那些香味都在你的喉咙后面。

巴里-是的,我认为你说的一切都符合要求。而且,你会注意到,当你吃巧克力松露的时候,它充满了黄油,非常光滑的感觉会让你的大脑误以为嘴里有很酷很爽的东西,实际上是因为它在以一种稍微不同的方式摩擦体感觉受体。更像是被抚摸而不是被摩擦。

克里斯:嗯,他们确实说巧克力在爱情中起着一定的作用,不是吗?那么如何实际运用这些知识呢?食品制造商说:“我们知道巧克力是怎么做到的,我们知道它是不可抗拒的。”那么,我们能不能把这种经验运用到其他事物上,这样人们就会像拥抱巧克力棒一样,带着同样的诱惑去拥抱锅面呢?

巴里-嗯,没错。我的意思是,食品行业的人非常了解这一点他们知道,食物的奶油度会影响它尝起来的甜度。所以也许你可以放更少的糖,让食物尝起来更奶油。同样,当你有低脂酸奶时,人们不想吃它们,因为他们认为它们没有这种物质。所以,如果你能有一些东西仍然给你同样的抚摸,同样的感觉,也许会稍微改善你吃的东西的味道,尽管我们现在相信嘴里有脂肪受体或者至少是脂肪酸受体。所以,大脑只被骗了这么长时间,然后最终,它想要真正的脂肪含量。

克里斯-那声音呢?因为几年前我读过一项研究,我不知道这是杜撰的还是真实的——一家超市在葡萄酒区播放不同的音乐,感觉它们可以影响人们对葡萄酒的选择。人们大概会想象葡萄酒在音乐背景下的味道,这就是为什么当他们播放法国音乐或意大利音乐时,他们会改变他们想买什么的想法。

巴里-他们根本不用想象。我的意思是,在这个研究中最美妙的事情是你有咕咚咕咚的德国音乐和法国手风琴音乐,法国和德国葡萄酒的比例根据播放不同音乐的时间而变化。但当你在收银台问人们:“你为什么买这种酒?”“哦!我只是觉得喝这个很不错。”“是音乐影响了你吗?”“什么音乐?”所以,声音可以提供很大的线索,但实际上,我的合作者和朋友,心理学家查尔斯·斯宾塞,他在这方面的研究获得了搞笑诺贝尔奖,因为他在薯片上的研究。所以,如果你把它们放在外面几天,它们就不新鲜了,你把它们放进嘴里,就不那么新鲜了,但是如果你给人们戴上耳机,你把他们自己嘎吱嘎吱的高频声音放大给他们听,薯片尝起来就新鲜了。

克里斯-哇哦!所以你让人们吃薯片,然后回放声音,他们说薯片很新鲜。他们看不出它们是不新鲜的。

巴里:他们看不出它们是不新鲜的,这就说明了你是不新鲜的,他想知道这是否使得品尝不新鲜的味道更像是一种声音体验,而不是味觉体验。这也是为什么制造商把袋子制造得那么吵,那种可怕的沙沙声的原因。这是因为它在唬弄大脑。它让大脑思考新鲜,新鲜,新鲜。

克里斯:那么,这就是为什么近年来脆皮包装袋变得更脆或者食品包装变得更脆的原因吗?

Barry - Cracklier,事实上,有一个袋子太吵了,分贝被禁止了。这太冒昧了。

克里斯-袋子里是什么?

巴里-那也是薯片。那是在拉丁美洲,但它最终被禁止了,因为它太吵了。

Chris -几年前我们有一个每周问题,有人说他们的早餐麦片嘎吱作响,他们会把我们的节目作为播客来听(顺便说一下thenakedscientists.com/podcast)。他说,如果你戴上这些耳塞,他的早餐麦片就会被放大,因为这是一种被称为闭塞效应的东西,如果你在耳朵里的耳塞和鼓膜之间产生一种共振腔,声音就会变得更大,尤其是来自你自己脑袋里的声音。那么基于你刚才所说的,你是否认为他的早餐麦片对他来说变得更强烈了,因为他能更大声地听到它?

巴里——它在某种程度上更强烈,但在另一种程度上却更难以分辨,因为我们知道,当你在飞机上听到白噪音时,它实际上会降低你辨别味道的能力。因此,他们在商务舱给乘客戴上降噪耳机,食物似乎味道更好。这也是为什么赫斯顿·布卢门撒尔在英国航空公司做了很多工作他开始在食物中加入更多的香料因为正如我之前所说,香料会刺激三叉神经。它不是来自舌头,也不受耳朵噪音的影响,所以,人们开始说食物更美味了。

克里斯-这一切都是因为它更“活泼”一点。

巴里-它更“活泼”,如果你增强其中一种感官,它往往会对另一种感官产生连锁反应。所以,你可以通过影响一个或另一个感官输入来调节整体体验。

克里斯-所以,如果你在空中给人们吃辣咖喱,他们会说飞机噪音更小吗?

巴里-不。噪音仍然存在,但他们会更享受这种味道。我认为这对老年人也很重要,因为我们知道,随着年龄的增长,气味会减弱,让人们享受食物会变得越来越困难。但是如果你给他们更多的三叉神经刺激或者在他们嘴里输入食物的同时给他们其他的感觉,那么他们仍然会有他们喜欢的味道。

克里斯:你带来了一些单独包装的糖果,我很高兴地说,它们一定非常新鲜,否则至少我的大脑会误以为它们是新鲜的。你打算怎么处理这些?

巴里-好吧,我去问玛莎她能不能示范一下。我想让她做的是捏住鼻子,让她说话的时候就像得了重感冒一样,如果她像这样紧紧捏住鼻子,这样她就不会吸入任何空气,我要让她现在把一颗果冻豆放进嘴里,让她的鼻子紧紧地捏住。所以,把糖豆放进嘴里,把鼻子紧紧闭上,就这样,咀嚼,咀嚼,一直咀嚼。你尝出了什么味道,可能是甜的,也可能是酸的,但肯定是甜的?

玛莎-是的。

巴里-现在,放开鼻子。

玛莎:是的,我闻到了果冻的味道,但真的没有什么味道,但因为我放开了鼻子,你就闻到了浆果的味道,还有黑加仑的味道。

巴里-没错。所以,这表明你现在得到的水果味实际上是来自鼻子而不是舌头。这是一种非常简单的方法,每个人都可以尝试并亲自演示实际发生了什么。气味是很重要的一部分。大概是我们通常所说的“味道”的80%

Chris - Barry稍后会在节目中给我们展示更多的魔术。我很小的时候就发现了,我试着吃抱子甘蓝,我讨厌它们,我发现如果我捏鼻子,我几乎可以吞下任何东西。

大脑的线路

13:34 -研究联觉

联觉是如何工作的?是什么引起的?对于“A”的颜色是否有一致的看法?这些联系是否具有文化意义?我们把这些问题和更多的问题交给了邓肯·卡迈克尔,一个……

研究联觉
与爱丁堡大学的邓肯·卡迈克尔合作

玛莎·邓肯·卡迈克尔是爱丁堡大学的联觉研究员。联觉是如何工作的?是什么引起的?对于“A”的颜色是否有一致的看法?这些联系是否具有文化意义?

邓肯-你好,玛莎。我们认为联觉是由大脑中通常不会相互交流的区域之间的交流引起的。所以对大多数人来说,处理不同形式的感觉输入的大脑区域之间没有真正的功能联系,它们不会相互激活。但对于有联觉的人来说,有明确的证据表明,大脑的这些区域确实在交流。所以,如果你以前面片段中的詹姆斯为例,当他阅读或听到单词时,它们不仅激活了大脑的语言部分,还激活了他大脑中处理味觉的部分。而对于没有联觉的人来说,大脑的这些部分是非常独立的,根本不会相互激活,所以正是这种在通常独立的大脑区域之间的交叉激活才真正产生了这种联觉体验。

玛莎:那么,我们目前对联觉的神经基础了解多少?

邓肯:嗯,证据开始支持交叉激活的观点。一些功能性核磁共振研究表明这种同时的活动确实发生了。因此,以颜色-字母联觉者为例,当他们阅读黑色和白色字母时,他们大脑的颜色区域变得活跃。所以实际上,他们在没有真正看到颜色的情况下体验了颜色。最近有一项研究,研究了联觉者大脑的潜在神经结构是否存在差异,确实,似乎是这样的。这些区域显示出同时的功能连接,交叉激活。在这些区域和联觉者之间有更多的白质连接,因此,我们几乎可以说,联觉者的大脑与非联觉者的大脑连接方式不同。

玛莎:这是一个持续的现象吗?它在个体内部是否一致,个体之间是否有一致性?例如,一个特定的单词在不同的人身上是否与某种味道或颜色相关,或者每个人对它有自己的看法?

邓肯:每个人都有自己的想法。我的意思是,有些主题确实会出现。我的意思是,例如,“A”经常看起来是红色的。有一些模式会出现,但通常情况下,人们会有自己的个人经历。通常,同一家庭中有联觉的成员对他们看到的字母的颜色会有不同的看法。有一些共同点,但通常是非常个人的经历。

玛莎:这是因文化而异吗?

邓肯-我不太确定。有人在澳大利亚做了一项研究,研究了所有出版过的不同颜色的书,看看是否有主题出现,人们在儿童时期读的书是否与他们的联觉经验有关,我认为事实并非如此。

玛莎:这能告诉我们什么关于神经正常的大脑?

邓肯:是的,当然。我的意思是,尽管联觉是一种非常不寻常的现象,但它可以告诉我们很多关于正常大脑如何处理信息的信息。我的意思是,正常成年人的大脑皮层是非常专业化和模块化的,所以你大脑中处理视觉的部分只对视觉系统的输入做出反应,或者你大脑中处理听觉输入的部分只对耳朵的输入做出反应。但在联觉中,情况似乎并非如此。这些不同区域之间有相互作用,这可能会告诉我们很多关于大脑是如何发育的。所以,当你出生时,这些专业并不存在。所以,我们认为联觉的研究可以让我们真正了解这种专门化是如何发生的,因为联觉大脑显然是完全不同的,可能沿着不同的路线发展。那么,为什么有联觉的人会保留在不同大脑区域之间进行交流的能力,而没有联觉的人会随着年龄的增长而失去这种能力呢?

玛莎:那么,我们对这种疾病的遗传和基因了解多少呢?

邓肯:通感患者中,40%的人在他们的家庭中有一级亲属患有通感。似乎有特定的遗传模式。例如,母亲很可能将联觉遗传给儿子或女儿,而父亲似乎只会将其遗传给女儿。我们目前在爱丁堡进行的一项研究,试图找出可能与联觉发展有关的基因。到目前为止,在这方面已经做了一些工作,但不是很多。我们已经确定了染色体上的一些区域,这些区域包含了成百上千个可能与联觉有关的基因,但还没有发现与联觉直接相关的特定基因,这就是我们目前的研究要做的,就是招募很多有色字联觉的人,所以看到彩色字母或数字的人,对他们的DNA进行取样,看看哪些基因可能与联觉的发展有特别的联系。这是我们目前正在努力做的一件事。我们怀疑肯定有一组基因参与了这个过程,但到目前为止,还没有人有能力识别它们。这是我们在这项研究中试图做的一件事。

玛莎-邓肯卡迈克尔在爱丁堡大学。

18:37 -缓解蛇的疼痛:毒液中的强力止痛药

法国科学家发现,黑曼巴蛇的毒液含有两种强大的新型止痛化学物质。

缓解蛇痛:毒液中的强力止痛药

法国科学家发现,黑曼巴蛇的毒液含有两种强有力的新型止痛化学物质黑曼巴(Dendroaspis polylepis)发现。

毒液已经进化到对各种不同的猎物和捕食者都有活性,这意味着它们含有一种具有一系列作用的神经靶向蛋白质的混合物。

研究黑曼巴毒液,法国国家科学研究中心的科学家Sylvie Diochot和她的同事将这些蛋白质分成不同的部分,并在培养皿中的细胞上分别进行了测试。

他们所寻找的是对一种叫做asic或酸感离子通道的结构的影响。

它们存在于痛觉神经中,并对伴随炎症的局部pH值变化做出反应,发出一连串的电信号。这使它们成为疼痛信号的关键参与者。

法国研究人员在毒液中发现了两种蛋白质,并将其命名为mambalgin-1mambalgin-2这似乎阻止了asic对施加在其培养细胞上的酸做出反应。

为了找出它们是否可以作为镇痛药,研究小组随后将一种mambalgin蛋白注射到小鼠体内,要么注射到皮肤周围,要么注射到脊髓周围的液体中。

研究结果发表在自然这是一种可逆的镇痛效果,几分钟内就能起作用,与吗啡一样强大,但没有任何阿片类药物的副作用,比如镇静或耐受性。

测试还表明,与脊髓相比,毒液分子针对的是皮肤中不同的ASIC分子,这至少揭示了未来控制疼痛的两种新方法。

赌博的芯片

21:07 -由于模棱两可的容忍,危险的青少年时期

青少年比成人和儿童冒更多的风险。是什么导致了这种危险的行为?研究人员发现,寻求刺激的行为不是由寻求……

冒险的青少年由于模棱两可的容忍

研究发现,青少年倾向于承担更多风险是由于对模棱两可的情况有更大的容忍度,而不是主动寻求冒险
这是《美国国家科学院院刊》上的一项新研究.

赌博的芯片长期以来,吸烟和无保护措施的性行为等危险行为都与青少年时期有关。纽约大学的Agnieszka Tymula和她的同事想知道青少年寻求刺激行为的根源是什么。

纽约研究小组的实验旨在区分那些在赌博时倾向于冒更大风险的人,以及那些不积极寻求风险、但只是因为缺乏赌博信息而不感到困扰的人。12-17岁的青少年和30-50岁的成年人可以选择:拿5美元,或者参加一场赌博,要么赢50美元,要么什么也赢不了,受试者知道这个赌注的确切赔率。

令人惊讶的是,这项研究和一系列类似的奖品价值范围的研究表明,当知道成功的可能性时,青少年比成年人更不愿意冒险获得更多的钱。

那么,如果青少年倾向于避免这些简单的风险,为什么他们通常会从事冒险行为呢?另一项实验测试了青少年和成年人对缺乏赌博信息的敏感程度。

在一个彩票袋里装了100个红色和蓝色的扑克筹码,设置了一个模棱两可的情况。受试者被告知有25个红筹股和25个蓝筹股,但不知道剩下的50个中有多少是红色或蓝色的。如果受试者选择了获胜的颜色,他们将获得20美元,但他们在选择芯片之前并不知道哪种颜色是该试验的获胜颜色。如果他们选错了颜色筹码,他们就什么也赢不了。或者,他们可以选择不玩彩票,而是获得保证的5美元。

这意味着在每次试验中,受试者没有足够的信息来判断他们赢得20美元彩票的机会是大于还是小于50%。这和一系列或多或少模棱两可的彩票表明,只有青少年表现得好像是这样。成年人被模糊性分散了注意力,并倾向于对成功的机会做出过于悲观或乐观的选择。

虽然这不能解释青少年典型的冒险行为的全部原因,但它可以帮助理解为什么青少年似乎把自己置于危险之中,尽管他们是比成年人“更安全”的赌徒。青少年似乎更愿意参与那些他们不知道结果是好是坏的活动。

23:30 -在50小时内对新生儿进行全基因组疾病筛查

已经开发出一种新的新生儿诊断测试方法。在不到50小时的时间里,它就能梳理新生儿的整个基因组,找出3500多种遗传疾病的特征。

新生儿全基因组疾病筛查——在50小时内完成
和堪萨斯城儿童慈善医院的斯蒂芬·金斯莫尔医生一起

克里斯-一种新的新生儿诊断测试已经开发出来了。它可以在50小时内筛查3500多种遗传疾病,与目前使用的方法相比,这是一个很大的进步。DNA螺旋3%的新生儿会有遗传性疾病,对于其中一些问题,越早开始治疗,整体预后就越好。Stephen Kingsmore博士和我们一起讨论这项新测试,它是在一家名为Illumina的公司的帮助下开发的,该公司的欧洲总部位于埃塞克斯。他来自堪萨斯城的儿童慈善医院和我们在一起。你好,斯蒂芬。

斯蒂芬-你好。

克里斯:那么,你想用这个解决什么问题呢?

让我给你举一个测试前后的例子。2012年3月,斯蒂芬妮出生了。她一开始有点小,但很正常。然而,在她出生一小时后,她开始发作,癫痫发作,所以她被转移到重症监护室。在接下来的五个星期里,几乎所有的方法都试图阻止癫痫发作,但没有任何效果。在那段时间里,她的父母承受着巨大的痛苦。他们有负罪感,他们错误地希望他们的孩子会得救;一直以来,没有人能确切地告诉他们发生了什么。5周后,医生终于和家长们见面了。他们说:“我们认为这是没有希望的。” And the parents after some thought decided to withdraw support and baby Stephanie died that day. Now let's contrast that with after the test. So now, let's say baby Stephanie was going to be born in December of this year, she'd have exactly the same first day of life, but 2 days later, two days later she would've received, or her parents would've received, a definitive diagnosis that she had a mutation in a gene called BRAT1 and that, tragically, there was no way to save her life. What that would have meant for her parents is that, first of all, they wouldn't have been guilty. This was not because mum had a glass of wine during pregnancy. They would've known that it was hopeless. It would've had a clear. It would've known their risk of having another baby with the same thing and they would've been able to bond with their baby with the baby out of the intensive care unit, be able to say their goodbyes, bring in their pastor or priest, bring in their grandparents, and there would've been a sense of parental empowerment, and proper goodbyes. So that's the difference before and after this test was developed.

克里斯:听起来不错。它到底是如何工作的?

Stephen -嗯,很简单。我们用非常快速的测序仪解码整个人类基因组。这是31亿个字母——相当于一份300英尺高的手稿——我们在每个婴儿身上都这样做。我们在一天内完成,然后再花一天的时间来获取信息,处理它,并将其与婴儿是否患有3500种遗传疾病中的一种联系起来。

克里斯:首先,人类基因组计划,对一个人进行测序,花了几年的时间,而你在一天内就完成了。你到底是怎么做到的?

斯蒂芬:这项技术是牛津大学在大约十年前开发出来的,但现在已经越来越好了。我们现在可以在大约一天内解码一个婴儿的整个基因组。我的意思是,规模已经显著地扩大了,所以我们确实有数十亿的化学反应在发生,我们可以实时监控,并生产出数千亿的非常短的人类基因组密码片段,然后我们把它们放在一起得到整个片段。这就像做一个六千亿块的拼图。

克里斯-但是你怎么知道DNA中的哪些变化是导致孩子出现问题的关键因素呢?

斯蒂芬:这是一个巨大的问题,因为只有一小部分医生,儿科遗传学家,真正知道该进行哪种测试。有3500种可供选择,大多数医生都没有听说过这些疾病。因此,我们开发了一些软件,让普通儿科医生可以输入婴儿的情况。斯蒂芬妮还很小,而且有癫痫发作。医生点击这两个方框,电脑程序将这些信息与基因组中的点进行匹配,基因组中有89个基因会导致婴儿出现这种情况。通过这种方式,我们不必搜索整个基因组,我们可以把注意力集中在特定的区域,如果有遗传原因,就可以确定。

它能学会识别新发现的疾病吗?因为它的力量显然是快速诊断。缺点是,它只能回答你提出的问题,“孩子是否患有我们所知道的这些疾病之一?”

Stephen:这是个好问题,我也没有一个简单的答案;但是如果你看看今天的情况,需要2个月的时间来研究一个基因,基因组中的一个点来研究一种疾病,与2天内研究3500个点的能力相比,这仍然是一个惊人的进步。构建它,让它自我学习是可行的,但不是直截了当的。

克里斯-这是广泛使用的吗?在不久的将来,普通的医院、妇产医院或专科医院会使用这种技术吗?

斯蒂芬:嗯,我应该说我们的论文是一个概念的证明。我们只研究了6个婴儿,所以这只是第一次报告。我们还需要做更多的工作来了解重症监护病房的正确位置。它是昂贵的。检查一个婴儿要花费8000多英镑,这种基础设施在医院里并不常见。但我们希望在今年年底之前——Illumina会把我们新的基因组分析仪寄给我们——但是我们在手稿中所做的工作,实际上我们必须从每个婴儿身上提取DNA,然后把它送到大西洋彼岸的埃塞克斯,在那里DNA序列被生成,然后他们把它装在硬盘上,再把它寄回大西洋彼岸的堪萨斯城,在那里我们对信息进行分析。所以,我们的目标是,到12月,在我们自己的医院里拥有我们自己的仪器,并开始积累经验。我们真的认为,也许明年,美国的一些地方,可能还有英国,都有可能成为转诊中心。你不一定要在重症监护病房生孩子。您当然可以将DNA运送到可以提供此服务的中心位置。

克里斯:太棒了!好的,谢谢你来和我们分享这个故事,Stephen。听起来很令人兴奋。这是Stephen Kingsmore博士。他来自堪萨斯城的儿童慈善医院,他本周在《科学转化医学》杂志上发表了这项研究。

小鼠胚胎干细胞

30:44 -身体细胞直接转化为脑细胞

干细胞的一项突破表明,只需添加两个因素,身体细胞就可以直接被重新编程为神经元……

将体细胞直接转化为脑细胞

干细胞的一项突破表明,神经元可以直接由体细胞产生。

慕尼黑路德维希-马克西米利安大学的玛丽莎·卡罗和她的同事们已经将参与血管维护的被称为周细胞的细胞转化为神经元。

小鼠胚胎干细胞先前的研究表明,通过将细胞重新编程回到早期的发育阶段,然后引导它沿着另一条发育路线走向不同的细胞类型,从身体细胞转化为神经细胞是可能的。将一种细胞直接从一种类型转化为另一种类型,而不需要这些中间阶段,这是朝着治疗神经元受损疾病(如阿尔茨海默氏症和亨廷顿舞蹈症)的潜在疗法迈出的重要一步。

慕尼黑研究小组利用一种病毒将两种新基因导入人类周细胞。这些基因编码了两种叫做Mash1和Sox2的蛋白质,它们影响许多其他基因的转录。当Mash1和Sox2一起引入时,它们会导致细胞产生β iii -微管蛋白,这是神经元中的关键蛋白。这些细胞在形状和结构上变得与神经元相似。

转化后的细胞不仅看起来像神经元,它们的行为也像神经元。当研究小组观察转化细胞的电活动时,他们发现71%的细胞可以执行基本的电信号。虽然远非完美,但这些细胞可以被识别,并在培养皿中与其他普通神经元成功地相互作用。

这些发展促进了有效的干细胞治疗一系列神经退行性疾病的可能性和实用性。如果要开发这样的治疗方法,就需要找到一种安全方便地将Mash1和Sox2等基因引入大脑的方法。

当这些障碍被克服后,Karow和她的同事们开始争论
他们的论文发表在《细胞干细胞》杂志上在美国,干细胞疗法将能够有效地对受损的大脑进行重新编程。

剥离的人卵母细胞(卵细胞);卵母细胞周围的颗粒细胞已被去除。

32:38 -卵子,卵巢和来自干细胞的后代

日本科学家利用干细胞培育出了能够受精并变成健康老鼠的卵子,这些老鼠本身也具有生育能力。

卵子,卵巢和来自干细胞的后代

能够受精的卵子变成健康的老鼠,这些老鼠本身也具有生育能力一个卵母细胞日本的科学家。

写在科学日本京都大学的Mitinori saiitou和他的研究小组利用胚胎干细胞表达了两个基因prdm-1Dppa3在正常情况下,这些基因在发育中的小鼠的卵巢组织细胞中是活跃的。然后将这些细胞与在正常卵巢中起辅助作用的非卵细胞混合。

由此产生的“重组卵巢”随后被植入受体小鼠体内,使供体卵巢组织得以生长。

到第6天,植入的组织中含有与正常中期小鼠胎儿卵巢发育中相同的遗传、表观遗传和生化特征的细胞。

为了测试它们的功能,研究小组在一个月后从重建的卵巢中收获了新生的卵子,并在培养皿中与精子受精。

许多胚胎开始发育,然后被植入代孕老鼠母亲体内,其中一小部分产生了健康的幼崽,这些幼崽本身就有生育能力,这证明了这项技术是可行的。

但是成功率——4%——非常低,可能是因为,研究小组发现,当重组的卵子受精后产生的许多胚胎最终带有一组额外的染色体,使它们无法存活。究其原因,研究人员仍需找出答案。

但这一结果,以及他们还能够使用另一种叫做iPSCs(诱导多能干细胞)的细胞来源产生新的卵子的事实,无论在治疗上还是在科学上都是一个重大的进步。iPSCs可以由成熟的成人细胞制成。除了揭示一种制造替代卵子的方法外,它还提供了一种新的方法来研究卵细胞发育过程是如何发生的,以及受精过程中发生的遗传和表观遗传变化。

福克兰群岛西北部

35:53 -地球-朊病毒海鸟

气候变化正在改变海鸟的迁徙模式。

地球-朊病毒海鸟
圣安德鲁斯大学的James Grecian教授

气候变化可能会改变海鸟的迁徙模式,由格拉斯哥大学领导的一个研究小组正在研究一种海鸟。它们被称为朊病毒,是海燕的一种,它们的喙会过滤海洋中的食物。它们特别喜欢被称为桡足类的小甲壳类动物。去年,在一场大风暴后,在新西兰海岸发现了20多万只死亡或濒临死亡的朊病毒。但该物种的减少也与气候变化导致的食物供应不足有关。《地球脉动》播客的主持人苏·纳尔逊去见了詹姆斯·格雷西亚博士,他是该项目的研究人员之一,以了解更多关于这些海鸟的信息……

詹姆斯-朊病毒是一种小型海鸟,大小和海雀差不多。它们有相似的翼展,但更轻,只有几百克。非常非常小的鸟,它们在大的群体中繁殖,有时在南大洋周围多达200万对,在新西兰,福克兰群岛等地。但是,因为这些鸟类数量非常多,它们是生态系统的主要消费者。因此,如果这些鸟类受到气候变化的影响,那么一系列其他物种也可能受到气候变化的影响,这一点非常重要。我的意思是,如果桡足类动物在移动,而鸟类不能跟随它们,也许鱼类也不能,这对全球鱼类资源有影响。

苏:大量的桡足类动物对这些特殊的鸟类有什么影响?

詹姆斯:浮游生物非常非常容易受到温度变化的影响,所以随着海洋变暖,它们会向两极移动。对于以桡足类动物为目标的物种来说,这可能是一个巨大的变化。所以,如果你的主要猎物在移动,你就必须适应和改变,努力跟上它们。我想弄清楚的是他们能不能做到。

苏:那你要怎么做呢?

詹姆斯:首先,我们可以看看稳定同位素——你在进食时吸收的身体里的非放射性同位素。而且它们是相对可预测的。所以我们可以用它作为向导来尝试了解朊病毒的位置。所以如果我们能对朊病毒羽毛进行取样,我们就能通过观察这些羽毛中的同位素来确定朊病毒吃的是什么。我们知道这是桡足类动物,我们可以试着找出桡足类动物在哪里,因此当它们吃它们的时候朊病毒在哪里。

苏——我注意到你口袋里有个东西看起来很像羽毛。

詹姆斯:是的,我这里有一些鸟类的羽毛样本,是在南大西洋中部的高夫岛采集的。这是一只被刺死的鸟的羽毛它们杀死朊病毒并吃掉朊病毒。所以在南大洋的蜂群周围,你会发现成堆的死朊病毒,这对我们来说是一个非常非常好的资源,我们可以继续研究,我们可以收集和采样很多我们知道在那个蜂群上被杀死的鸟,所以我们知道可能来自那个蜂群。如果我们利用这些羽毛并分析这些羽毛,我们就能知道这只鸟在被杀之前在哪里。我手上的这个图外面是黑色的因为它是外层的主要羽毛之一。所以这可能生长在越冬地的中心。我们相信初级蜕皮,所以鸟类的主要飞行羽毛的蜕皮是从最里面的初级羽毛开始的,一直到最外面的初级羽毛。从它们离开繁殖地开始。所以如果我们从翅膀外部采集羽毛样本,这些羽毛是来自越冬地的,这些羽毛会让我们知道这种鸟以什么为食。

苏:那么,你想从这样一根羽毛中得到什么样的化学物质或什么样的特征呢?

詹姆斯:我们与东基尔布赖德的苏格兰大学环境研究中心合作,将其通过质谱仪进行检测。我们最感兴趣的两个元素是碳和氮。我们对碳和氮的不同同位素感兴趣,所以我们对重碳和重氮感兴趣——碳13和氮15。它们会在身体组织中积累。举个例子,在氮中,重氮比轻氮更难代谢所以当你吃东西的时候,你的身体会保留,如果你喜欢,会储存,重氮因为它更容易摆脱轻氮因为它更容易代谢。因此,对于那些在食物链非常非常高的地方觅食的动物来说,它们的组织中会积累氮,或者重氮。所以,我们可以看看它们组织中氮的比例,重氮的比例,这可以让我们知道这些鸟在哪里觅食。

苏:然后你就能知道气候变化改变了它们的食物来源,它们迁徙了多远。

詹姆斯:没错。我们感兴趣的另一种同位素是碳,碳作为空间差异的概念更好,因为它是由基线生产力引起的。因此,海洋中生产力很高的区域与生产力较低的区域将具有不同的碳特征。这其实很好,在南大洋,由于海洋锋面,亚热带锋面和极地锋面的形成,实际上碳含量有一个相对可预测的梯度。所以,如果我们观察我们羽毛中的碳同位素,重碳同位素,我们可以,在某种程度上,在不同的可信度下,得到一个想法,沿着南大洋,那只鸟在哪里越冬。所以我们想要做的是,我们想要试着得到一个基线,试着看看同位素在太空中的意义,我们可以通过跟踪数据来做到这一点。我们可以试着将两者联系起来,看看哪些同位素与越冬地的哪些地区有关。使用同位素数据的关键之一是,我们有早在1871年就有的博物馆标本。所以我们可以在2012年将羽毛中的同位素与140年前在种群中被杀死的鸟类进行比较。

苏:你可以把它和气候数据相匹配。

詹姆斯-希望这正是我们要尝试去做的。这将让我们了解鸟类是如何在它们所使用的越冬区域移动的,这很可能是由于气候变化。

舌头上有薄荷

41:28 -恢复嚼过的口香糖的味道

如何让嚼腻了的口香糖恢复味道,食品工业如何提高味道。

恢复嚼过的口香糖的味道
与伦敦大学的巴里·史密斯合作

Chris -现在我们回到本周的主题,心灵的诡计和大脑是如何工作的。一会儿我们就会知道为什么名字很容易忘记。我们也会发现安慰剂效应是如何产生的。但在此之前,我们将回到Barry Smith,他和我们一起参加本周的节目。你又给我们准备了一个魔术。

巴里-是的。玛莎一直在嚼薄荷口香糖我希望现在薄荷味已经消失了。

玛莎:是的,它有点硬纸板,一般来说不太好。

巴里-好的。所以现在我要做的是让你们把它从嘴里拿出来,在我面前的这个糖粉堆里滚一滚,把它弹起来,嚼一嚼。

玛莎-我被糖粉噎住了。

巴里-告诉我现在是什么味道。只要继续咀嚼一会儿。所以我们真正研究的是一种感觉是如何影响另一种感觉的。所以,我们现在讨论的是味觉是如何影响嗅觉的。

玛莎:嗯……是的,所以味道肯定又更新了,薄荷味又回来了。

巴里:薄荷味又回来了,这太神奇了,因为糖粉里没有薄荷。这是一个奇怪的效应。你得到的是,当你把糖和你嘴里的气味结合在一起时,你得到的是一种超级添加剂,它比两种成分的总和还要多。你没有同时得到它们,你得到的糖增强了你检测薄荷的能力,而薄荷似乎又恢复了它的存在。

克里斯:这在食品行业的其他地方也有体现吗?其他制造商是否使用这种效果来增强其他口味?

巴里-是的,而且他们经常用嗅觉来代替味觉。所以当你闻到香草味时,人们通常会说它闻起来很甜。我们知道,如果你在品尝一种液体,比如说,有香草的香味,它尝起来会更甜。事实上,这就是为什么香草冰淇淋比其他任何东西都好,因为你可以用更少的糖来制作它因为你有香草的味道给我们这种甜蜜的体验。

Chris -你可以合理地说这是一种减肥冰淇淋。

巴里-这是减肥冰淇淋!

研究和实践中使用的处方安慰剂

43:37 -安慰剂效应是如何起作用的?

安慰剂效应是指患者对药物或治疗会使他们好转的预期作出反应,从而使他们的病情得到改善。甚至给一个人一颗药……

安慰剂效应是如何起作用的?
与哈佛大学凯伦·詹森合作;约翰·福里斯特,剑桥大学;谢恩·格拉肯,埃克塞特大学

玛莎:安慰剂效应是指病人对某种药物或治疗方法会使他们好转的预期所导致的病情改善。研究和实践中使用的处方安慰剂即使给一个人吃一片只含糖不含其他成分的药丸,如果这个人相信这是一种止痛药,也能产生强烈的止痛效果。那么,大脑中发生了什么使这一切发生呢?我首先采访了哈佛大学精神病学研究员卡伦·詹森。

凯伦:第一个为安慰剂效应提供生物学证据的研究是在70年代由一位名叫莱文的研究人员完成的,他能够证明他可以通过给人们服用阿片类药物的拮抗剂来阻断安慰剂效应。

玛莎:阿片类拮抗剂可以防止阿片类化学物质——例如可待因和吗啡等止痛药——与大脑中的受体结合。。这可以降低身体的痛觉。莱文指出,当这些阿片受体被阻断时,安慰剂效应也会减弱,这意味着止痛安慰剂效应涉及到这些化学受体,就像化学止痛药一样。然而,在安慰剂和主动镇痛治疗期间,大脑中存在一些有趣的差异。Jensen和她的同事进行的脑成像研究表明,前额叶皮层,大脑前部的最外层,似乎在安慰剂治疗中发挥了更大的作用……

凯伦:当你将真正的药物与安慰剂进行比较时,大脑中非常相似的网络被激活,但是与吗啡相比,安慰剂镇痛时前额叶皮层的激活是独一无二的。。这可能代表“期望”效应。所以,如果有缓解疼痛的期望,这种期望可能是在外侧前额皮质处理的。

玛莎:但即使知道了这一点,安慰剂效应的第一个原因,也就是最初引起这些大脑区域刺激的原因,仍然不清楚。。在第一次期望好转和实际好转之间的安慰剂效应的完整机制在科学上还没有被理解。我和剑桥大学科学系历史与哲学的约翰·弗雷斯特讨论了与安慰剂效应有关的其他因素。

约翰:关于安慰剂效应的一个奇特之处是物理证据它的变化范围非常大——在18%到75%之间——部分取决于条件,但似乎与地理位置有关。现在,这让安慰剂效应的研究变得复杂,但是,从某种意义上说,这是你可能期望的,如果它不仅仅是神经化学的,不仅仅是心理的,但在某种意义上,它是一种“社会”状况。安慰剂效应是一种复杂的社会效应,这是下一个显而易见的事情:安慰剂效应真的必须是一种关系,不仅仅是病人与医生或病人与医生的外套,与医生在办公室的设备,与他们进入的医院的类型,与医院的声誉。这就是我们所说的安慰剂效应的一部分;它会被束缚在里面。你不能把自己局限于说它是神经科学的,或者心理学的,或者社会学的,因为它是非常复杂的生物。

玛莎:所以,社会和文化因素,例如,某一地理区域的公众对医疗行业的态度,会影响病人对自己的期望。。反过来,这种期望转化为症状的实际变化。这意味着人们的价值观、信仰和偏见可以在一定程度上决定他们状况的结果。如果安慰剂效应如此普遍和强大,医生是否可以利用它来造福他们的病人?如果糖丸比活性止痛药便宜得多,而且同样有效,还可能避免一些令人讨厌的副作用,那是什么阻止医生使用安慰剂呢?其中一个主要问题是欺骗的成分。对病人撒谎显然是一件坏事,会导致公众对医疗行业的不信任而引发无休止的法律纠纷。但是,安慰剂效应的力量能否以一种诚实而非欺骗的方式加以利用呢?埃克塞特大学的医学哲学家谢恩·格拉肯认为是这样的。

肖恩:所以,通常,医生在推荐安慰剂治疗时使用的处方是这样的,“嗯,我要给你这些药片,我要给你打这个针。”我们不知道它到底是如何起作用的,但它在缓解疼痛方面非常有效,或者对你这种情况的人来说,我相信它对你的情况会有效。”现在,在我看来,没有任何相关的东西被遗漏了。

玛莎:还有,给这个故事添加最后一个转折,安慰剂治疗甚至在病人完全了解它们的情况下也能起作用。。

肖恩:有趣的是,至少有两项研究表明,即使病人知道有安慰剂,安慰剂也会起作用。。我记得在60年代有一个Parc和Covi的研究,还有一个最近在哈佛医学院做的研究,你可以告诉人们,“这没有药理作用。这只是一粒糖丸,但它会让你感觉更好,”而且它确实有效!

玛莎:所以,医生可以对安慰剂完全开放,他们仍然会发挥作用,尽管这样给药的效果往往会降低。随着对安慰剂效应背后的神经科学知识的不断增加以支持主观报告,以及对这一现象的社会和文化影响的认识,也许在临床实践中更广泛地使用安慰剂治疗的道德上合理的方法并不是想象中的延伸。

榴莲产于印度尼西亚,在东南亚被誉为“水果之王”。榴莲以其巨大的体型、独特的气味和令人生畏的布满荆棘的外壳而著称。这种水果可以长到30厘米长。

为什么口味会改变,所以我们喜欢以前讨厌的东西?

巴里:我想在室内是禁止的。。这是一种非常非常臭的水果,但是当然,一旦你把它放进嘴里就像我们之前说过的,它的味道实际上非常好,因为大脑处理从嘴到鼻子的香气的方式和你从外面闻到它时不同,它投射到皮层区域的方式略有不同。当然,大脑所做的就是学习。预测到这种可爱的味道,最终却发现闻到这种奇怪的味道很恶心,这两者之间存在联系。它会把你引向正确的方向,但你也会得到正确的回报。

一个快乐健康的老人

口味会随着年龄的增长而改变吗?

巴里:所以,我们的味蕾并没有真正改变,尽管随着年龄的增长,味道会减弱。实际上,在50、60岁之前,它是可以提高的,然后就会下降。但是想想孩子们不喜欢苦味的一个原因,绿色蔬菜,很难让他们吃。但最终,当他们到了一定的年龄,他们会把味觉,触觉和嗅觉结合起来,所以他们得到了一种综合的味道,而不是单一的苦涩,我想这就是为什么他们最终会吃蔬菜。

克里斯:哦,太棒了。所以,当孩子们体验味觉时,他们实际上是在一个维度上体验味觉或嗅觉。

巴里-他们得到的是味道和气味,而我们得到的是将两者结合起来的东西。

克里斯-整个经历。

一副耳机

你能训练自己停止联觉吗?

邓肯:这是个有趣的观点。我认为完全有可能改变你的经历。有轶事证据表明,这种联觉体验的强度确实会随着时间的推移而减弱。它通常被认为是一种发展性的东西。所以,有证据表明它会随着人的一生而改变,但我认为积极地改变你的经历是可能的;我的意思是,大脑具有不可思议的可塑性。有一个联觉者的轶事报告,他把数学作为他工作和日常生活的一部分,他发现有色数字对他的工作有很大的好处,而有色字母似乎没有任何好处。随着时间的推移,他对颜色和字母的联想逐渐减弱。所以,我认为改变经验是可能的。我不太确定你是否能完全摆脱它。

巴里:牛津大学罗伊·科恩·卡多什实验室的一些研究表明,在催眠状态下,联觉或超感觉现象的体验会消失。那么,有没有可能在催眠状态下也诱导它呢?我们知道,催眠是一种要么易受影响,要么不受基因影响的东西。所以,能关掉它的人是有限的。

一名80岁的比利时男性的美丽鼻子侧面图。

没有嗅觉会让人在品尝食物时处于不利地位吗?

邓肯:是的,争论绝对是不利的。这意味着你对咸的,酸的,或者苦的东西,可能会比她更敏感另一件重要的事情是,习惯了这两种味道的人,当他们失去嗅觉时,他们实际上认为他们尝不到任何东西。一个好的医生会测试它们——盐,甜,酸,苦——是的,你还有这些,但如果你自己拿它们没有气味,那么它们就会做所有的工作,所以你会想要非常美味的食物。

各种各样的药物,包括150毫克的Effexor XR(惠氏制药公司),10毫克的双环胺(沃森制药公司),100毫克的舍曲林(仿制药),25毫克的Topamax(麦克尼尔制药公司)和10毫克的阿米替林(仿制药),此外还有维生素E凝胶帽和一些仿制药……

迷幻药会产生联觉体验吗?

邓肯:嗯,我们不知道这是怎么发生的,但我们知道它确实发生了。它也可能发生在脑部事故或损伤中。我认为这是一个未知的问题。我的意思是,我们不知道是相同的机制还是完全不同的机制。我们所知道的是,通过服用LSD或“酸”,人们确实会体验到与联觉非常相似的东西。

克里斯:好了,如果你想知道那是什么感觉,你必须服用一些LSD,但不要这样做,这不是一个好主意。

大脑的卡通

54:37 -为什么我对名字的记忆力这么差?

为什么我们对名字的记忆力这么差……

为什么我对名字的记忆力这么差?

我们把这个问题交给了剑桥MRC脑科学与认知部门的Bernhard Staresina博士。

Bernhard:我是Bernhard Staresina博士,我在剑桥的MRC认知脑科学部门研究人类记忆的机制。

名称是相当随意和抽象的标签。所以,以任何有意义的方式将一个人和一个名字联系起来是非常具有挑战性的。这是一个问题,因为我们从研究中知道,如果新信息可以整合到已有的知识(也称为图式)中,学习起来会更好。例如,如果你是葡萄酒方面的专家,有人向你介绍一瓶新酒,你会比一个对葡萄酒知之甚少的人更容易记住葡萄酒的名称和年份。这很简单,因为您将自动将新葡萄酒集成到您的内部葡萄酒数据库中,并与您所知道的其他葡萄酒建立交叉链接。

这种将信息嵌入现有图式的行为被称为语义细化,这可以极大地提高我们记忆新信息的能力。

汉娜:那么这种语义上的阐述发生在哪里呢? ?前额后面的前额皮质就像指挥一样,从你的大脑中汲取信息。那么,我们可以利用这些知识来帮助我们记住某人的名字吗?回到伯恩哈德。

伯恩哈德:现在说到名字,因为它们是任意的标签,所以使用语义阐述要困难得多。也就是说,让名字更容易被记住的一个有效策略是尝试以某种方式理解它们。例如,如果你在一个聚会上,你遇到的第一个人叫安德鲁,你可以在心里强调他是你在聚会上遇到的第一个人,然后用字母或第一个字母“a”做一个交联。你会发现,这种语义上的阐述会让你更容易记住安德鲁的名字。就像在手帕上打结一样。

汉娜:还有一种常用的技巧,就是在脑海中浮现出你刚认识的人的形象,以便记住他们的名字。再一次,激活前额叶皮层和海马体使用语义修饰来巩固记忆。

比如,当我第一次见到克里斯的时候,我想象他赤身裸体,一只手拿着一个大麦克风,另一只手拿着一个铁匠的铁砧。我在他赤裸的胸膛上印上了他的名字,他的名字就印了下来。

但为什么我们需要想出这样的设备来记住人们的名字呢?除了名字是随意的,当我们第一次见到某人时,我们忙于社交礼仪,所以有时,这就是为什么同时记住名字并将其存储在记忆中是很棘手的……

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