Psykofysiske verktøy måler funksjonaliteten til smakssystemet for både forsknings- og helsevurderingsformål. Dette dokumentet beskriver en metode for å måle smaksdeteksjonsterskler som kan bestemme den laveste konsentrasjonen av sukrose, natriumklorid eller mononatriumglutamat som kan smakes av personer så unge som 6 år.
Dette dokumentet beskriver en to-alternativ, tvunget valg, trapp, sporingsprosedyre, kalt Taste Detection Threshold (TDT) test, som gir et pålitelig mål på søte, salte og umami smak deteksjon terskler fra barndom til voksen alder. Fordelene ved metoden inkluderer prosedyrer som er identiske for barn og voksne, og dermed tillater bestemmelse av aldersrelaterte og individuelle forskjeller i smaksoppfatning, om noen, og oppgaver som kan fullføres på relativt kort tid, ikke stole på kontinuerlig oppmerksomhet eller krever memorisering, kontroll for subjektive responsbias og minimere virkningen av språkutvikling. Etter en 1 time rask, blir deltakerne presentert med par løsninger; i hvert par er den ene løsningen vann, og den andre løsningen inneholder varierende konsentrasjoner av tastanten.
Ved hjelp av en hel munn smaksmetode smaker deltakerne hver løsning (uten å svelge og med skylling mellom smaksprøver) og peker deretter på løsningen med en smak eller som smaker forskjellig fra vann. Konsentrasjonen av stimulansen i det påfølgende paret øker etter en enkelt feil respons og reduseres etter to påfølgende riktige svar. En reversering skjer når konsentrasjonssekvensen endrer retning. Oppgaven anses som fullført etter forekomsten av fire tilbakeføringer, forutsatt at det er maksimalt to fortynningstrinn mellom to påfølgende tilbakeføringer, og serien med tilbakeføringer danner ikke et stigende mønster. Disse tilleggskriteriene sikrer større pålitelighet i resultatene. TDT beregnes deretter som det geometriske gjennomsnittet av konsentrasjonene av de fire reverseringene. Denne metoden har reell relevans da den gir informasjon om en dimensjon av smaksoppfatning som er uavhengig av hedonikk, og som kan endres med aldring og visse sykdomstilstander, noe som gjør den til en verdifull psykofysisk test.
Smakssansen fungerer som portvakt, og bestemmer delvis om en person avviser en mat eller væske eller aksepterer den i munnhulen. Smak psykofysikk– studiet av sammenhenger mellom distinkte kjemiske stimuli og følelsene og oppfatningene de produserer gir viktig informasjon om smakssystemets funksjon1. Ikke bare er det flere grunnleggende smaker (søt, salt, bitter, sur, umami), men hver smakskvalitet kan karakteriseres av distinkte perseptuelle dimensjoner, inkludert hvor følsomme individer er i å oppdage den kjemiske stimulansen eller gjenkjenne smaken, og hvor mye de liker eller misliker smaksfølelsen.
Denne artikkelen beskriver en psykofysisk metode som kan brukes til pålitelig måling av smaksdeteksjonsterskler (dvs. den laveste konsentrasjonen av en tastant som kan oppdages) hos personer så unge som 6 år. Fra barndom til voksen alder har deteksjonsterskler blitt brukt i kliniske vurderinger av effekten av traumer eller sykdomstilstander2,3 og i grunnleggende forskningsapplikasjoner, for å studere effekten av kosthold, aldring, utvikling, fedme og røyking på smakssystemet, samt genotype-smak fenotypeforhold4,5,6,7,8,9,10, 11.
Denne smaksdeteksjonsterskelen (TDT) test, som vanligvis tar et gjennomsnitt på 15 min per stimulus (område: 4-35 min; median: 13 min) å fullføre, består av et to-alternativt, tvunget valg, trapp, sporingsprosedyre som har blitt brukt til å måle den laveste konsentrasjonen av sukrose, natriumklorid (NaCl) eller mononatriumglutamat (MSG) i løsning som kan oppdages som en smak. Som skissert her, presenteres deltakerne med par løsninger; i hvert par er den ene løsningen vann, og den andre løsningen inneholder varierende konsentrasjoner av tastanten. Ved hjelp av en hel-munn-smaksmetode smaker deltakerne hver løsning (uten å svelge) og peker deretter på løsningen med en smak eller som smaker forskjellig fra vann. Konsentrasjonen av stimulansen i det påfølgende paret øker etter en enkelt feil respons og reduseres etter to påfølgende riktige svar. En reversering skjer når konsentrasjonssekvensen endrer retning.
Oppgaven anses som fullført etter forekomsten av fire tilbakeføringer, forutsatt at det er maksimalt to fortynningstrinn mellom to påfølgende tilbakeføringer, og serien med tilbakeføringer danner ikke et stigende mønster. Disse tilleggskriteriene, som ble etablert i klinisk praksis av Dr. Cowart og kolleger ved Monell-Jefferson Chemosensory Clinical Research Center2, sikrer større pålitelighet i resultatene og øker tilliten til gyldigheten av individuelle mål på smaksfunksjon. Forskningsstudier har brukt denne metoden til å bestemme smaksdeteksjonsterskler for sukrose, salt eller MSG hos hundrevis av friske barn så unge som 6 år, ungdom og voksne4,5,6,7,8,9,10,11 og har vist at flertallet (> ~ 80%) av barna kan fullføre den psykofysiske oppgaven4,6, 7,8, og fremhever metodens hensiktsmessighet for pediatriske populasjoner.
TDT-testen er en to-alternativ, tvunget valg, trapp prosedyre som bruker strenge regler for å oppfylle kriterier enn tidligere metoder12, og dermed sikre et mer stabilt resultatmål. Ved hjelp av kriterier etablert ved Monell-Jefferson Chemosensory Clinical Research Center2, er TDT en pålitelig swish-and-spit-metode som måler den laveste konsentrasjonen av sukrose, NaCl eller MSG i løsning som kan oppdages av smak blant personer så unge som 6 år. Hvis de fullføres som beskrevet, inkludert å håndheve deltakere som skyller munnen før og etter hver smaksprøve, er resultatene pålitelige og raske og gir innsikt i en viktig dimensjon av smak som er uavhengig av hedonics8.
Selv om anvendelsen av psykofysiske verktøy for å måle denne dimensjonen av smak er godt etablert i feltet, har mange metoder ikke blitt validert for bruk hos barn14. Det er flere kritiske trinn i protokollen, hvorav noen gjelder spesielt for barn [se også referanse15]. For det første bør kriteriene for å oppnå terskel ikke stole utelukkende på forekomsten av fire reverseringer eller variere på grunn av deltakerens alder. Snarere bør det være maksimalt to fortynningstrinn mellom to påfølgende reverseringer, og serien av reverseringer bør ikke danne et stigende mønster, noe som kan være tilfelle når deltakeren bare gjetter eller ikke deltar på oppgaven. Disse tilleggskriteriene, som ble etablert basert på klinisk erfaring2, tillater evaluering av individets funksjon, delvis fordi de kontrollerer for falske positiver, spesielt når deltakeren bare gjetter16.
For det andre er prosedyren tvunget valg, så hvis deltakerne svarer at “verken” eller “begge” løsninger har en smak, aksepteres ikke det svaret. Snarere blir de bedt om å “gjette”. Under TDT føler deltakerne ofte at de gjetter, men det bør ikke aksepteres som bevis på at de er helt uvitende om smakstimuli17. Videre kan enkeltpersoner variere i sine interne kriterier for hva som utgjør en smakssensasjon, og dermed deres villighet til å si at en løsning har eller ikke har en smak. For det tredje, fordi resensen av å spise påvirker smaksoppfatningen18, standardiserer tiden siden deltakeren sist spiste eller drakk noe annet enn vann er viktig for å redusere intersubject variasjon forårsaket av sensorisk tilpasning eller forbedring. For det fjerde er smaksmidlene som brukes her, velsmakende og presentert i løsning, ikke i en matmatrise. Når en matmatrise brukes, kan det være nødvendig med lengre interstimulusintervaller for matvarer for å fjerne ganen. Mens denne metoden har blitt brukt til å måle deteksjonsterskler for sure eller bitre smaksstoffer blant voksne2,11, kan bruken for å måle deteksjonsterskler for unpalatable smaksstoffer blant noen små barn være problematisk på grunn av deres økte følsomhet overfor noen bitre smaksstoffer og deres potensielle uvillighet til å fortsettedeltakelsen 19.
En tvungen valgprosedyre for å presentere opptil fire par stigende konsentrasjoner av bittersmakende løsninger og dH2O har vært vellykket for pediatriske populasjoner19,20. For det femte, innebygd i konteksten av et spill, er metoden følsom for barns kognitive og språklige begrensninger, og krever bare at deltakeren peker på koppen som inneholder smaken. I en nylig studie ga 80% av barna vedvarende oppmerksomhet i gjennomsnitt 15 min og nådde kriteriene8. Slik informasjon om gjennomføring av oppgavene bør rapporteres, spesielt når pediatriske populasjoner studeres.
Den nåværende metoden har reell relevans og har blitt brukt til å vurdere deteksjonsterskler for de andre grunnleggende smakene av sur (sitronsyre) og bitter (kinin)2 og hos voksne i forskjellige aldre8. Fordi metoden ikke krever verbale svar, bør instruksjonene enkelt oversettes til andre språk21, noe som gjør det til et verdifullt psykofysisk verktøy for forskere over hele verden. Imidlertid, som alle andre psykofysiske metoder, vil det sannsynligvis være begrensninger i bruken, spesielt med yngre barn. Prosedyren kan være vanskeligere å oppnå kriterier for barn enn for voksne. I en studie nådde 20% av barna ikke kriterier, sammenlignet med 5% av voksne8. Årsaker til ikke-fullføring inkluderte ufokusert oppførsel, manglende forståelse av oppgaven eller å bli utmattet og ute av stand til å fortsette.
Funn fra studier som brukte denne smaken TDT har bidratt mye til diagnosen smak ageusia i klinikken og har ytterligere forståelsen av hvordan smaksfølsomhet endres med alder og helsestatus. Klinisk evaluering av pasienter viste at sukrosedeteksjonsterskler ≥ 0,025 M for både kjønn og NaCl-deteksjonsterskler ≥ 0,012 M for menn eller ≥ 0,010 M for kvinner anses somunormale 2. Blant voksne er det en gradvis nedgang i smaksfølsomhet for søt, salt, sur og bitter smak som fortsetter inn i det åttende tiåret22. Yngre voksne har vanligvis lavere smaksdeteksjonsterskler (er mer følsomme) enn eldre voksne22,23,24,25. Barn og ungdom har imidlertid smaksterskler for sukrose som er høyere (mindre følsomme)8 og som er lavere (mer følsomme) enn hos voksne for bitter smak av propylthiouracil, med voksenmønsteret som dukker opp i ungdomsårene19,26.
Smaksdeteksjonsterskler har vist seg å være relatert til indikatorer på helse. For eksempel, salt smak deteksjon terskler positivt korrelert med systolisk blodtrykk blant barn som var normal vekt7, mens barn med sentral fedme hadde lavere deteksjonsterskler for sukrose (mer følsom) enn de uten sentral fedme4, med lignende funn blant ungdom27. Forholdet mellom fedme og sukrosedeteksjonsterskler ble imidlertid ikke observert hos voksne kvinner, og voksne kvinner med fedme hadde høyere deteksjonsterskler (var mindre følsomme) for den salte smaken av MSG9.
Mens forskning på forskjellene i deteksjonsterskler mellom barn og voksne er begrenset, er det kjent at sukrose smaksdeteksjonsterskler ikke forutsier søte smakspreferanser eller suprathreshold intensitetsvurderinger fra barndom til voksen alder8,28,29, og gir ytterligere bevis på at smaksfølsomhet representerer en distinkt dimensjon av smak som er uavhengig av preferanser og dermed antyder forskjellige underliggende mekanismer. Større forståelse av det komplekse samspillet mellom alder, kostholdsvaner, helsestatus og smakssystemets følsomhet, og om slike interaksjoner er forskjellige mellom de primære smaksmidlene, er et viktig område for fremtidig forskning.
The authors have nothing to disclose.
Dr. Joseph støttes av National Institute of Alcohol Abuse and Alcoholism (Z01AA000135) og National Institute of Nursing Research (NINR) (1ZNR0000035-01) og NIH Distinguished Scholar funds; Dr. Mennella støttes av National Institutes of Deafness and Other Communication Disorders (NIDCD) gir DC016616 og DC011287; Dr. Cowarts innsats for å raffinere TDT-testen ble støttet av NIDCD grant P50 DC000214; og Dr. Pepino støttes av American Diabetes Association (ADA) grant 1-19-IKTS-092 og av USDA National Institute of Food and Agriculture (NIFA) Hatch Project 698-921. Innholdet er utelukkende forfatternes ansvar og representerer ikke nødvendigvis de offisielle synspunktene til NIH, NINR, NIDCD, ADA eller USDA NIFA. Finansieringsbyråene hadde ingen rolle i utformingen og gjennomføringen av studien; i innsamling, analyse og tolkning av dataene; eller i utarbeidelsen eller innholdet i manuskriptet.
Digital stopwatch | Fisherbrand | 14-649-7 | |
Funnel | Thermo Scientific | 10-348D | |
Glass beaker, 2000 mL | Cole-Parmer | NC0821737 | |
Glass bottles with lids, 120 mL (25) | Fisherbrand | FB02911904 | |
Glass bottles with lids, 950 mL (17) | Fisherbrand | FB02911903 | |
Graduated glass cylinders, 100 mL | PYREX | 08-552E | |
Graduated glass cylinders, 1000 mL | PYREX | 08-566G | |
Graduated glass cylinders, 50 mL | PYREX | 08-566C | |
Graduated glass cylinders, 500 mL | PYREX | 08-566F | |
Medicine cups | Medline | 22-666-470 | |
Mini Cupcake, 48-cup Muffin pan (2) | Wilton | NA | |
Monosodium glutamate (MSG) | Ajinomoto | NA | |
Pipet Fillers | Thermo Scientific | 14-387-163 | |
Pipets 50 mL | Fisherbrand | 13-676-10Q | |
Sodium chloride (NaCl) | Morton | NA | |
Sucrose, Crystal, NF | Spectrum Chemical MFG Corp | 57-50-1 | |
Volumetric flask, 2000 mL, with stopper | PYREX | 10-210H | |
Volumetric flasks, 1000 mL, with stoppers (4) | PYREX | 10-210G | |
Weight boats | Sartorius | 13-735-744 |