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我們習以為常的各種感觀，依托的是上億年進化而來的極其精妙復雜的神經系統 。但是精密系統也有容易被突破的軟肋——一個人只要掌握了神經系統工作的原理，想要騙過大腦也并不是一件很難的事情。視覺欺騙是比較常見的例子。當下流行的VR就是通過渲染出虛擬三維環境的投影，結合機械振動與環境聲音，瞞天過海，給人身臨其境的感受。那么視覺以外，人體的其它感覺能不能被欺騙呢？zui近《自然·神經科學》的一項研究， 通過光遺傳學技術，成功欺騙了小鼠，讓小鼠把光線當成了水。
要理解哺乳動物如何感受“喝水”這一行為，我們要先從“品味”講起。
我們感知的食物的”味道”，是味覺和嗅覺的共同作用。 味覺來自于味覺感受細胞（Taste Receptor Cells, TRC），這些細胞聚集成簇，形成一團團被稱為”味蕾”（taste bud）的結構。 每一個味蕾中，都有不同類型的味覺感受細胞，這些細胞具有不同的味覺受體，可以響應食物的不同味道。目前總共發現了5種不同的味覺，分別為酸、甜、苦、咸和鮮味（就是味精味）。 當食物中帶有不同味道的分子（或者離子）與相應的味覺受體結合時，這些味覺受體就會產生一個被稱為”動作電位”的電信號。這個信號會被傳導至與味覺感受細胞相連的感覺神經元，經過幾級神經元的接力，zui終會激活大腦味覺感受皮層的神經元，讓我們產生味覺。
小鼠舌的味蕾被染色成了藍色，圖中每一個小藍點對應一個味蕾。人的舌表面也有類似的味蕾分布。圖片來源：參考文獻[1]
在化學上，水是”無色無味無嗅”的液體，似乎不會觸發任何一種味覺感受細胞。但是，水是生存必需的成分之一，在干旱缺水環境中，“意識到自己喝到了水”這件事情對于生物的生存至關重要。為了理解哺乳動物是如何感受到水，加州理工學院的Yuki Oka實驗室就用小鼠做了一系列實驗，看看小鼠能不能分辨水和其他類似的液體。
實驗小組發現，小鼠喝水的時候，響應味覺的感覺神經元被激活了；而如果給小鼠喝同樣是無色無味的硅油（常見的醫用潤滑劑），這些感覺神經元就沒有什么響應——這就是說，小鼠似乎能夠分辨出水的味道！難道我們一直以來對于水“無味”的描述都是錯誤的嗎？進一步的實驗發現，小鼠其實并不能直接嘗出水的味道，它們只是感覺到了自己的唾液和水的差異——唾液中含有少量的碳酸氫鹽，呈弱堿性；而天然水因為溶解了微量二氧化碳的緣故，呈中性，或弱酸性。飲水后，口腔中的唾液被水替代，導致口腔酸堿度（pH）下降，進而激活感受酸味的味覺受體，讓小鼠得知自己喝到了水。
味蕾中的味覺感受細胞激活感覺神經元，經過面神經（前2/3舌）、舌咽神經（后1/3舌）或者迷走神經（軟腭和會厭）傳入延髓，再幾經輾轉到達大腦味覺中樞產生味覺。圖片來源：參考文獻[2]
既然飲水激活了小鼠味蕾里面的酸味感受細胞，那么小鼠對于“水”的感覺，就是”酸味”的感覺了。但是，這個結論*背離了我們的生活經驗——我們喝水的時候，似乎從來不會感覺到嘴里有酸味；而我們喝有酸味的飲料，比如橙汁和酸奶的時候，也從來不會把這些東西誤認為是水。
實驗小組發現，對“水”的感覺雖然使用的是酸味受體，但是和平時的酸味有所不同——小鼠對于“水”的判定是相對的。只有當口腔呈弱堿性，即pH高于7的時候，小鼠才會對水有味覺響應；當小鼠的口腔為弱酸性pH為6.5時，對水就失去了響應。如果給小鼠喝弱堿性的水，味覺的感覺神經元也沒有響應。我們喝的有酸味的飲品，pH大都是低于6的，口腔被迅速酸化，因此感覺和飲水*不同。值得一提的是，現在流行的弱堿性水也不會激活這些味覺感受細胞，所以弱堿性水沒有”水”味，不過我們依然可以根據水的溫度、觸感等其他感覺來感受到”喝水”。
既然飲水的感覺是大腦對口腔pH變化的感知，那么給大腦傳遞口腔pH變酸的信號，不就可以直接模擬出飲水的感覺了嗎？Yuki Oka實驗室利用光遺傳學技術（optogenetics）操控小鼠的味覺，驗證了這個猜想。
在對照組正常小鼠的眼里，藍光就是藍光，并沒什么特別的。來源：參考文獻[3]
在這個實驗中，小鼠口腔中的酸味感受細胞被轉基因表達了光敏通道。光敏通道是一類表達在細胞表面的光控離子通道，在被特定波長的光線照射后，通道開放，引發細胞內外離子濃度的變化，從而激活所在的細胞產生一個電信號。漫長的神經通路并不能夠區分這個電信號是來自特定分子對味覺受體的刺激，還是來自光對光敏通道的刺激。經過神經元之間的層層傳導，光線照射所引發的“李鬼”信號zui終會激活大腦味覺感受皮層的神經元，讓小鼠產生味覺。 由于這個轉基因光敏通道僅在酸味細胞中表達，通過特定光線激活產生的“味覺”信號就會被小鼠的大腦翻譯為“酸味”了。
這批轉基因小鼠的悲慘命運就不難想象了——“光控”小鼠在口渴的時候，如果不小心走入了藍光（即激活光敏通道所需波長的光線）照射的區域，就會把藍光當做水流，對著光線忘情而投入地舔起來，好像在藍光里喝到了瓊漿玉露；而作為對照的非轉基因鼠則能夠“保持理智”，并不對藍光有更多的好奇，口渴時也不會在藍光里多做逗留。
轉基因小鼠會誤把藍光當作水。來源：參考文獻[3]
欺騙大腦就是這么簡單。如果以后的虛擬現實不僅僅能模擬視覺和觸覺，還能模擬嗅覺和味覺，讓人自虛空之中也能如臨其境地朵頤與暢飲——你期待嗎？(編輯：明天）
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