The Neural Representation of Taste Perception
Creators: name: Wallroth, Raphael
Publisher: name: Humboldt-Universität zu Berlin
Year: 2019
Subjects: subject: Geschmack
subject: Wahrnehmung
subject: Elektrophysiologie
subject: Adipositas
subject: Gustation
subject: Perception
subject: Electrophysiology
subject: Obesity
subject: 150 Psychologie
subject: 152 Sinneswahrnehmung, Bewegung, Emotionen, Triebe
subject: CP 2500

description: Der Geschmackssinn erfüllt eine grundlegende Funktion im Menschen indem er Substanzen auf ihre Essbarkeit überprüft, und beeinflusst Gesundheit, indem er die Lebensmittelauswahl prägt, was angesichts der Adipositas-Epidemie zunehmendes wissenschaftliches Interesse erzeugt. Zuerst habe ich die kortikale Signatur der Geschmacksenkodierung bzgl. synchronisierter neuronaler Aktivität untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass das menschliche Gehirn sehr langsame Delta-Wellen rekrutiert, um Geschmacksinformationen zu verarbeiten, und dass die evozierten neuronalen Antwortmuster geschmackspezifisch und prädiktiv für das Antwortverhalten sind. Anschließend habe ich die Verarbeitungssequenz zur Geschmackserkennung bzgl. unterscheidbarer computationaler Zustände geprüft. Die Verarbeitungssequenz hat mit dem Geschmackskontrast variiert, so dass hedonisch unterschiedliche Geschmäcker gleichzeitig detektiert und kategorisiert wurden. Dies deutet darauf hin, dass die Valenz parallel zu sensorischen Geschmacksinformationen verarbeitet wird, was zu einer Schärfung der Geschmackskategorie führen könnte. Schließlich habe ich die evozierten geschmacklichen Antwortmuster zwischen normalgewichtigen und fettleibigen Individuen verglichen. Angesichts nicht unterscheidbarer Aktivierungsmuster haben beide Gruppen die gleichen mentalen Prozesse rekrutiert, um ein Geschmackserlebnis zu verarbeiten. Die Geschmacksrepräsentationen lassen jedoch bei adipösen Individuen früher nach, und zwar direkt mit dem Ende der Stimulation. Dieser Befund stimmt mit der Beobachtung hypoaktiver neuronaler Reaktionen bei Fettleibigkeit überein, wie bspw. einem abgeschwächten Belohnungserleben durch Essen. Die in der vorliegenden Arbeit dargestellten Ergebnisse vertiefen unser Verständnis des menschlichen Geschmackssystems. Angesichts der ernährungsbedingten Gesundheitskrise in der westlichen Welt bedarf es weiterer Forschung, eines der Schlüsselsysteme für die Geschmackswahrnehmung besser zu verstehen.
description: The sense of taste serves a basic function in human survival by scrutinizing substances as to their edibility, and specifically for health by determining food selection in societies of overabundance. It is a key component of the perception of flavor which, in light of the obesity epidemic, garners increasing scientific interest. First, I investigated the cortical signature of taste information coding, specifically synchronized neural activity which reflects one of the key mechanisms of neuronal communication. I found that the human brain recruits very-slow wave delta oscillations to process taste information, and that the emergent patterns were taste-specific and predictive of response behavior. Subsequently, I examined whether the processing sequence involved in taste recognition unfolds in distinct computational states. The findings were mixed in that the processing sequence varied with taste contrast, such that hedonically distinct tastes were categorized as soon as they were tasted. This suggests that valence may be processed in parallel to sensory taste information, reducing processing times due to a sharpening of the taste category. Finally, I compared the evoked gustatory response patterns between normal-weight and obese individuals. The results suggest based on indistinguishable activation patterns that both groups recruit the same mental processes in order to encode a taste event. However, the taste representations subside earlier in obese individuals, directly coinciding with the offset of stimulation. This finding aligns with the observation of hypoactive neural responses in obesity such as an attenuated experience of reward from food. Altogether, the research laid out in the current thesis furthers our understanding of the human gustatory system. Faced with the food-related health crisis of obesity in the Western world, there is an undeniable urgency to better understand one of the key systems involved in flavor perception.