おいしいものを食べている時、脳はどうなっている?

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 嗅覚や味覚、すなわち匂いや味の物質を感知する化学感覚は、動物にとっては食物の探索など生死に関わる重要な機能だ。匂いや味の化学物質を識別し認識するメカニズムは、分子生物学的手法によって末梢(まっしょう)レベル、すなわち感覚器において理解が進んでいる。しかし、末梢からの情報を処理する脳の働きについては、いまだ知見に乏しい。

 脳情報通信融合研究センター(CiNet)では、脳における化学感覚のメカニズムを研究している。魚を含めた動物と人間を対象として、匂いや味の識別、認知、記憶に関係する脳活動をfMRI(機能的磁気共鳴イメージング)を用いて計測している。

 まず、匂いの識別について調べるために、末梢から情報を最初に受けとる嗅球という脳内の場所に注目した。一つの匂いに対して嗅球内のさまざまな領域の活動は特徴あるパターンを示す。このパターンを「匂い地図」と呼んでいる。我々は、匂い濃度や匂いを嗅ぐ時間が変わってもその地図は変わらないことを発見した。

 つまり、一つの匂いには一つの「匂い地図」が対応しているのである。この研究は、匂いの情報が嗅球にどのように符号化されるか、という観点からの嗅覚研究の端緒を開いた。

 サケが生まれた河川にもどる母川回帰という行動は良く知られており、サケの匂い記憶が関係していると言われている。我々はさまざまな工夫を重ね、MRI装置の中で生きたサケの脳活動を記録することに成功した。

 この計測により、母川の水に特異的に活動するサケの脳の領域を見つけ、母川の水の記銘や想起において重要な役割を果たしていることを明らかにした。

 味覚機能については、最近注目されている腸脳相関の研究を行っている。うま味物質を摂取した時の食欲誘発や満腹感醸成については主観評価が報告されている。CiNetでは、脳計測による客観的な評価を試みた。

 うま味物質摂取前後の脳活動を計測し、脳の領域間の機能的結合の増加を発見した。このことは、うま味物質の摂取が、摂食調節のみならず、認知活動にも影響を与える可能性を示唆している。化学感覚機能について脳を含めて理解すれば、人間がより健康で豊かな生活を送ることが可能になると期待される。

(文=情報通信融合研究センター主任研究員 黄田育宏)
97年北大院修了後、米イェール大で6年半勤務。北大助教、都医学研研究員を経て、12年より現職。fMRIの基礎研究および化学感覚脳内機構に関する研究に従事する。博士(理学)。