吃花椒会嘴麻，其实是大脑又又又被骗了？

❝ 你以为是舌头尝出来的食物味道中，约80%–90%实际上来自鼻后嗅觉。食物在嘴里咀嚼时，挥发性分子从口咽部反向上升进入鼻腔抵达嗅上皮。

科学课本告诉我们，舌头管尝，鼻子管闻，各干各的。但事实上，你以为是舌头尝出来的红烧肉香、咖啡香、巧克力香、榴莲香，八九成的功劳归鼻子。

更准确地说：食物在嘴里被咀嚼时，挥发性分子从口咽部反向上升进入鼻腔抵达嗅上皮——这条逆向的气流路径，叫鼻后嗅觉。

下面咱们一节一节说明白这件事。

图 1：鼻前嗅觉 vs 鼻后嗅觉解剖示意图

一、舌头能尝的，主要是五种味

以前中学课本里那张"舌头味觉分区图"——舌尖管甜，两侧管咸和酸，舌根管苦，其实是错的。

图2：错误的“舌头味觉分区图”概念

它的源头是 1901 年德国学者 D.P. Hänig 的博士论文，原文只是说舌头不同区域对四种基本味的敏感阈值"略有差异"。1942 年美国心理学家 Edwin Boring 把它抄进教科书时，"略有差异"被简化成了"专司分工"。

1974 年宾夕法尼亚大学的 Virginia Collings 做了严谨的对照实验，把不同浓度的味觉溶液点在舌面各处，结论是：

❝ 舌头每一块区域都能感知五种基本味，只是敏感度略有差别。

至于舌头到底能尝什么，分子生物学已经给出清楚的答案：甜、咸、酸、苦、鲜，五种。

每种都有专属受体：

• 甜 由 T1R2/T1R3 这一对 GPCR 蛋白组成的复合体识别糖；

• 鲜 由 T1R1/T1R3 识别 L-谷氨酸（再加上 IMP、GMP 等核苷酸协同增强）；

• 苦 由 25 种 T2R 受体共同把关——身体对苦极其敏感，这是亿万年进化下来的"防毒"系统；

• 咸 由 ENaC 钠通道感应低浓度 Na⁺；

• 酸 味受体最难找，化学家苦等几十年， 2018 年 加州大学旧金山分校 Yu-Hsiang Tu 的团队在 Science 上确认了一个名叫 OTOP1 的质子通道，酸的分子机制才最终落定。

第六种基本味的候选名单上排着脂肪、金属、钙、水、CO₂。其中最受认可的是脂肪——2015 年普渡大学Richard D. Mattes团队在 Chemical Senses 上正式提出 oleogustus 这个名字，受体是 CD36 和 GPR120，识别的是中长链的游离脂肪酸（不是甘油三酯）。

图 3：味蕾结构示意图

所以舌头能品出来的味道其实屈指可数。我们日常说的美味，如焦糖布丁的焦香、东北酸菜的酸爽、湖南剁椒的烟火气，舌头几乎感受不到。

二、那些被叫做"味道"的，其实是气味

主角是鼻子。

人类鼻腔顶部覆盖着一片大约 5 平方厘米的嗅上皮，两侧合计约两枚硬币大小。这块小膜上铺着大约 400 种不同的嗅觉受体。每种受体并不专管某一种气味，而是只对带特定结构特征的分子开门。一杯咖啡里上千种分子同时进入，鼻子收到的是一张极其复杂的激活组合图；大脑根据经验匹配出结论，"这是咖啡"。

这套系统的分辨能力有多强？2014 年 Bushdid 团队在 Science 上估算，人类至少能分辨 10¹² 种气味组合。这个数字后来被理论生物学家 Markus Meister 在 eLife 上从统计学角度质疑过，但即便保守估计，也远超 1920 年代教科书上写的1 万种上限。

1991 年 Linda Buck 和 Richard Axel 鉴定出哺乳动物嗅觉受体基因家族，这是人类基因组里最大的基因家族之一。两人因此获 2004 年诺贝尔生理学医学奖。

接下来是关键：鼻子接收气味，有两条路径。

外界飘来的气味（路过咖啡馆、桂花、刚出锅的油条），从鼻孔吸入向上抵达嗅上皮，这叫 鼻前嗅觉。

而当食物已经在嘴里，咀嚼会释放挥发性分子，这些分子从口咽部反向上升进入鼻咽，再抵达同一片嗅上皮，这条路径就是 鼻后嗅觉。

❝ 同一组受体，两个方向相反的气流，大脑解读成两件事。

2005 年耶鲁大学 Dana Small 团队用 fMRI 做了关键证明：

• 鼻前嗅觉 主要激活杏仁核、海马、外侧眶额皮层，这些是处理外部世界识别和警觉的脑区；

• 鼻后嗅觉 主要激活中央沟基部的"口区"和内侧眶额、膝前扣带，这些是与口腔位置感和食物奖赏评估相关的脑区。

2019 年 Maier 实验室在 Current Biology 上更进一步：把大鼠的味觉皮层人为失活后，鼻前嗅觉完好无损，但鼻后嗅觉产生的"风味感"完全消失。

也就是说，鼻后嗅觉本质上不是单纯的嗅觉，它是嗅觉、味觉、口腔触觉一起送进味觉皮层、整合后形成的综合体验。神经科学家给这种综合体验起了个专门的名字：flavor，风味。

这条后门通道到底贡献多少？耶鲁的 Gordon Shepherd 估算，日常你以为是尝到的风味体验，大约 80%–90% 来自鼻后嗅觉。这是工程估算不是实验定值，但临床观察完全吻合——慢性鼻窦炎患者最常见的主诉之一就是"吃什么都没味"。2022 年 Frontiers in Allergy 那篇综述把它形容为"被低估的生活质量损害"。

所以，鼻塞的时候吃饭味同嚼蜡，问题不在舌头，而是鼻后通路被堵了。

三、生活中的几个案例

理论够了，看几个具体的例子。

榴莲

捏住鼻子吃一口榴莲，是奶油布丁，甜、滑、带点蛋黄味。德国 Steinhaus 实验室的研究显示，那股标志性的臭来自一组挥发性硫化合物，其中 乙硫醇（ethanethiol）的气味活性值 OAV 高达 25 万到 48 万（即其浓度是嗅觉阈值的 25–48 万倍）。其他还有 1,1-乙烷二硫醇、3,5-二甲基-1,2,4-三噻烷等一长串硫家族成员。它们全部走鼻后嗅觉通路，舌头一概不认。

咖啡

舌头能尝到的咖啡只有"苦"加少许"酸"。但化学家已经从咖啡里鉴定出 超过 1000 种挥发性化合物——furaneol（焦糖甜）、guaiacol（烟熏木）、β-damascenone（果香蜜糖）、2-甲氧基-3-异丙基吡嗪（土壤气息）等等。

香菜

这个例子值得多讲两句。香菜特殊的挥发性气味源于叶片破碎后释放的脂肪族长链醛类分子，如(E)-2-癸烯醛。绝大多数人的大脑将这些醛类混合物解码为“清新的绿叶植物香气”。

然而，人类第11号染色体上编码的嗅觉受体基因 OR6A2 专门负责识别此类化合物。23andMe等大型基因组研究服务商的全基因组关联分析数据显示，携带特定错义突变的OR6A2等位基因的人群，对这些醛类的敏感度产生了极度偏移，以至于大脑产生了极其厌恶的保护性错觉，将其与洗涤剂或臭虫分泌的防御性液体联系在一起。

❝ 换句话说，对一部分人来说，他们闻到的香菜真的就是"肥皂"，是由嗅觉受体的基因型决定的。

图 4：香菜叶 + 香菜风味分子结构

香椿

2020 年 Zhai 和 Granvogl 在 Journal of Agricultural and Food Chemistry 上用 HS-AEDA 方法鉴定出香椿里 50 多种气味活性物质，主角是 (E,E)-、(E,Z)-、(Z,Z)-二-1-丙烯基二硫醚和(顺/反)-2-巯基-3,4-二甲基-2,3-二氢噻吩，一组含硫的环状和链状有机分子。香椿入口的口感是清爽偏苦，那股标志性的"香"全靠鼻后嗅觉送达。

皮蛋

蛋白质遇 NaOH 发生 β-消除反应，含硫氨基酸释放 H₂S 和 NH₃。H₂S 与蛋黄中的 Fe²⁺、Cu²⁺ 反应生成黑绿色金属硫化物（这就是蛋黄发青绿的原因），NH₃ 透过蛋壳气孔向外扩散。

舌头只能尝到鲜和咸，让外国人惊呼 "thousand-year egg" 的所有戏剧效果，都是 NH₃ + H₂S 通过鼻后嗅觉播报的。

四、舌头根本没投票的几个"味"

下面进入更反常识的领域：有几种我们习惯称为"味道"的体验，舌头没贡献，鼻子也没贡献，它们走的是完全不同的神经通路。

辣 = 痛觉

严格来说不是味觉，是 痛觉。

1997 年 David Julius 实验室在 Nature 上鉴定出 TRPV1 通道，它分布在皮肤、口腔、内脏的感觉神经末梢，能被高于 43℃ 的温度激活，也能被酸激活，还能被辣椒素（capsaicin）这个小分子直接打开。

辣椒激活的本来是身体报告灼烧的报警系统，大脑收到信号判断"这里着火了"，分不清是真烫还是辣椒，于是命令身体出汗降温——这就是吃辣会出汗的原因。

Julius 凭这个工作拿了 2021 年的诺贝尔生理学医学奖。

凉 = 冷错觉

同样不是真正的温度感，是另一套误报。2002 年 McKemy 实验室发现 TRPM8 通道：温度低于 26℃ 时会激活，告诉大脑冷。薄荷醇（menthol）这个分子恰好能在常温下打开它。

所以你含薄荷糖时，嘴里温度并没下降，但大脑收到了冷信号——这是一个分子层面的冷错觉。

芥末 = 共价反应

第三把锁。芥末、山葵、辣根那种窜上脑门的冲鼻感，活性分子是异硫氰酸烯丙酯（AITC），靶点是 TRP 家族的另一个成员 TRPA1。

2006 年 Hinman 团队在 PNAS 上发现，AITC 作为亲电试剂，会和TRPA1通道蛋白胞内 N 端的半胱氨酸残基发生可逆的硫醇-迈克尔加成反应。该反应在生理缓冲液和细胞内环境中是高度动态且完全可逆的。在去除这些刺激后，加成物会解离，通道能够顺利闭合。

这也正是为什么芥末的冲感虽然上头快，但只要停止咀嚼，刺激感会在短时间内随唾液冲刷和呼吸气流消散的原因 。

图 5：辣椒素、异硫氰酸烯丙酯等分子结构对照

麻 = 触觉错觉

最特别的一种。花椒不辣、不痛、不凉，它"麻"。麻是一种像嘴里有微小电流或振动的感觉。

2008 年 David Julius 实验室在 Nature Neuroscience 上解开了它：花椒里的活性分子 羟基-α-山椒素（hydroxy-α-sanshool），靶点不是 TRP 家族，而是一类叫 KCNK 双孔钾通道的蛋白质（具体是 TASK-1、TASK-3、TRESK 三种）。

这类通道平时让神经元中的钾离子持续向外流出，维持膜电位稳定。山椒素一来，把这些钾通道阻断，失去钾外流通路的神经元开始持续去极化、自发放电。

更精彩的是 2013 年伦敦大学学院 Hagura 团队的一个实验：他们把花椒提取物涂在受试者下唇，让被试调节一个外部振动器的频率直到匹配嘴里"麻"的感觉。12 个被试给出的频率惊人地一致，约 50 赫兹。这恰好是 RA1 型（快速适应低阈值机械感受）神经纤维最敏感的振动频段。

❝ 50 Hz 不是花椒分子的振动频率，而是大脑被山椒素诱导出来的知觉频率。山椒素阻断了感觉神经元上的钾通道，使本来负责传递振动信号的 RA1 触觉纤维自发放电；大脑收到这些放电信号后，按字面意思解读为"嘴里有 50 Hz 的振动"。

辣是痛、麻是触觉误报、凉是冷错觉、芥末冲是共价反应，这四种"味"，舌头上的五种味觉受体一个都没参与。它们走的是三叉神经的体感通路，和舌头尝到的味根本不在同一个系统。

配图 6：花椒

五、结语

吃饭这件事，从来不是嘴一个人的事。是舌头上的五种基本味、鼻后嗅上皮上千种气味分子的组合、加上痛温触三套体感系统，由大脑共同整合出来的综合体验。

主要参考文献

1. Tu, Y. H. et al. (2018). Science 359(6379), 1047–1050.

2. Caterina, M. J. et al. (1997). Nature 389, 816–824.

3. McKemy, D. D. et al. (2002). Nature 416, 52–58.

4. Jordt, S. E. et al. (2004). Nature 427, 260–265.

5. Hinman, A. et al. (2006). PNAS 103(51), 19564–19568.

6. Bautista, D. M. et al. (2008). Nature Neuroscience 11, 772–779.

7. Hagura, N. et al. (2013). Proc. R. Soc. B 280, 20131680.

8. Small, D. M. et al. (2005). Neuron 47, 593–605.

9. Eriksson, N. et al. (2012). Flavour 1, 22.

10. Running, C. A. et al. (2015). Chemical Senses 40, 507–516.

11. Buck, L. & Axel, R. (1991). Cell 65, 175–187.