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勤添Jacky
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球球阿月

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via  果壳网葡萄酒酿造是一项复杂的工艺,葡萄的品种、产地的“风土”以及酿酒过程当中的每一个环节都会对酒的风味产生影响,葡萄酒鉴赏也因此成为了一门玄妙的学问。不过,一篇于3月18日发表在PLOS ONE上的论文发现,我们的大脑可能对酒精含量较低的葡萄酒“情有独钟”。果壳科学人对文章的第一作者、来自以色列希伯来大学的莱姆•弗罗斯特(Ram Frost)教授进行了专访。弗罗斯特教授告诉果壳网,自己对葡萄酒的热爱由来已久。经过多年的钻研,他积累了大量关于葡萄酒酿造与品评的知识,而此次研究的主题也与这项兴趣密切相关。 弗罗斯特教授等人注意到,在过去的二三十年间,市场中贩卖的葡萄酒酒精含量越来越高。30年前,酒精含量为12%或的葡萄酒最为常见,而在今日,多数葡萄酒的酒精含量达到了14%或以上。出现这一趋势的部分原因在于葡萄酒制造商对大众口味的推断,毕竟有许多人相信高度酒浓烈醇厚;不过,一些品酒专家对此提出了异议,他们认为酒精含量太高会掩盖酒本身微妙的味道与气韵。 如果你是一名葡萄酒制造商,此刻该听从自己的直觉还是专家的建议?到底什么样的酒更容易吸引消费者买单?论文指出,与品酒密切相关的嗅觉与味觉活动,均为难以量化的化学感觉通道,而且易受其他因素的影响,因此,要想获得一个关于口味偏好的可靠结果并不简单。于是,研究者们决定利用功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)的技术,在被试不进行主观判断的情况下,记录不同酒精含量的葡萄酒引发的大脑活动。 研究者们通过问卷筛查,选择性地招募了一批志愿者。这些志愿者平日有喝葡萄酒的习惯,但购买次数不超过每周一次。在实验中,研究者让被试一边接受fMRI,一边按照随机顺序喝下三种液体:(1)低酒精含量葡萄酒,(2)高酒精含量葡萄酒,以及(3)由 mM 氯化钾与 mM碳酸氢钠配置成的无味溶液。 为了最大限度地排除酒精含量以外的变量产生的干扰,研究者对实验使用的葡萄酒样品进行了严格的控制。首先,每一对高/低酒精含量葡萄酒的产地、葡萄品种、年份与市场价格一致;其次,经过测定,两种葡萄酒的残糖含量与pH值也非常接近;其三,研究者共准备了4组高/低酒精含量葡萄酒,并对每位被试进行随机提供其中一组;最后,志愿者们在fMRI扫描结束后对自己喝到的葡萄酒进行了评分,结果表明,他们对两种葡萄酒的主观偏好度几乎一致。 分析fMRI数据发现,与无味液体相比,葡萄酒显著激活了诸多参与味觉加工的脑区,其中包括扣带回(cingular cortex)、中央后回(post-central gyrus)、罗兰迪克脑盖(rolandic operculum)、腹后内侧丘脑(ventral posterior medial thalamus)和小脑(cerebellum)等。 当对两种酒精含量的葡萄酒引起的神经活动进行比较时,研究者发现了一个出人意料的结果。与人们对高度酒“味道浓郁”的印象相反,酒精含量较低的葡萄酒在右侧脑岛(insula)和小脑引起了更强的活动,而这两个脑区均与味觉强度的加工有关(如图)。 被试对两种葡萄酒的主观评定几乎一致,客观的大脑活动信号却出现了差异,为何会产生这种现象?弗罗斯特教授告诉果壳网,酒精含量较低时,大脑或能更深入地探索葡萄酒的芳香与口味,从而导致了更活跃的神经反应,这一过程并不受主观意识的控制,可能也与人们对酒精度高低的偏好无关。有趣的是,尽管参与实验的志愿者都是普通消费者,他们的大脑却与一些品酒专家不谋而合。 尽管这一结果并不能直接反映人们对酒精含量的实际喜好,葡萄酒制造业依旧能从中获得一些启示。弗罗斯特教授指出,本项研究的一大意义即在于提出了一种测量方法,即便是像葡萄酒这样复杂的化学感觉刺激,也可用fMRI技术来考察大脑对它们的反应,而“葡萄酒的其他一些特征,如酸度、丹宁含量都可以用同样的方法进行研究。”在下一步的实验当中,研究者们还将对葡萄酒鉴赏专家们进行fMRI扫描,看看他们的大脑又会有怎样的反应。 (编辑:游识猷) 参考资料 Frost R, Quiñones I, Veldhuizen M, et al. What Can the Brain Teach Us about Winemaking? An fMRI Study of Alcohol Level Preferences[J]. PloS one, 2014, 10(3): e0119220-e0119220.

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福尔萝卜丝

我怕会是隔阂!!!

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风铃结香

《本文同步发布于“脑之说”微信公众号,欢迎搜索关注~~》 在我国很多地方,特别是南方地区,都有咀嚼槟榔(betelquid, BQ)的习惯。但是早在2003年,世界卫生组织国际癌症研究中心就已经将BQ认定为1级致癌物,经常嚼食BQ使得口腔癌发生风险上升将近10倍。但是,长期嚼食BQ是否会影响大脑功能和状态,是否会影响某些脑区之间的功能连接呢?这方面的研究目前似乎还比较少。最近,笔者看到一篇相关的研究论文,研究者利用静息态fMRI对BQ嚼食者的脑功能网络和状态进行了系统研究,因此,笔者在这里对该项研究进行简单的剖析,希望对大家有所帮助。 实验方案及数据分析 1.募集16名 BQ嚼食者,15名吸烟和酗酒者(TA)和17名健康被试(HC),并采集被试的T1结构影像和静息态fMRI数据; 2.静息态fMRI数据的预处理采用标准的处理流程,采用SPM8和REST工具包进行; 3.预处理后的fMRI数据主要进行如下分析:a)ALFF;b)ReHo;c)脑网络和图论分析:利用AAL90模板,提取90个ROI脑区的BOLD时间序列信号,通过计算两两ROI脑区之间皮尔森相关系数,构建功能连接矩阵;然后,取network density从到(步进),对功能连接矩阵进行二值化,对于二值化后的脑功能网络,计算如下图论参数:clustering coefficient ©, normalized clustering coefficient (γ), local efficiency (Elocal), characteristic path length (L), normalized characteristic path length (λ), global efficiency (Eglobal), small-worldness (σ)和transitivity。这些图论参数采用Graph Analysis Toolbox工具包计算 (GAT, Stanford University School of Medicine,Stanford, CA, USA);d)NBS分析:NBS分析主要用于检测两组被试的脑功能网络中哪些子网络存在显著差异,这里采用NBS工具包分析。 实验结果 1.三组被试的信息和量表数据如图1所示:可以发现,年龄和教育时间之间存在显著差异,因此在以下的分析中,把这两项作为协变量。 和 mReHo:图2a所示为BQ和HC组的mfALFF统计比较结果,可以发现,与HC组相比,BQ组在左侧cuneus和precuneus表现出显著较高的mfALFF(图2b);图2c所示为BQ组和HC组的mReHO统计比较结果,与HC组相比,BQ组在右侧caudate和ACC表现出显著较高的mReHO(图2d)。 图3a所示为BQ和TA组的mfALFF统计比较结果,可以发现,与TA组相比,BQ组在右侧fusiform表现出显著较高的mfALFF(图3b);图3c所示为BQ组和TA组的mReHO统计比较结果,与TA组相比,BQ组在左侧 amygdala、pallidum、hippocampus、putamen、middle frontal gyrus (MFG)、ACC, 左右侧superior frontal gyri (SFG)和右侧 precuneus表现出显著较高的mReHO(图3d)。此外,与TA组相比,BQ在右侧superior temporal gyrus (STG)表现出较低的mReHO。 图4a所示为TA和HC组的mfALFF统计比较结果,可以发现,与HC组相比,TA组在左侧calcarine表现出显著较高的mfALFF(图4b);图4c所示为TA组和HC组的mReHO统计比较结果,与HC组相比,TA组在右侧insula表现出显著较高的mReHO(图4d)。 3.脑网络和图论分析:结果发现,3组被试之间的图论参数之间都不存在统计学的差异。 分析:NBS分析表明, BQ和HC组的脑功能网络之间存在两个显著差异的子网络,分别如图5a和5b所示;BQ和TA组之间的脑功能网络也存在两个显著差异的子网络,如图5c和5d所示。 总结 总之,该项研究利用多种分析指标对BQ嚼食者的大脑状态进行了系统研究,上述的实验结果表明,与健康对照组相比,BQ嚼食者表现出增强的basic visual processing(与HC相比,BQ组在左侧cuneus 和precuneus表现出增强的mfALFF),增强的reward system(与HC相比,BQ组在右侧caudate nucleus和ACC表现出增强的mReHO)以及异常的control system和DMN(NBS分析结果所示)。 参考文献: Weng J C , Chou Y S , Huang G J , et al. Mapping brain functional alterations in betel-quid chewers using resting-state fMRI andnetwork analysis[J]. Psychopharmacology, 2018, 235(6):1257-1271.

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