Psykofysiska verktyg mäter smaksystemets funktionalitet för både forsknings- och hälsobedömningsändamål. Detta dokument beskriver en metod för att mäta smakdetekteringströsklar som kan bestämma den lägsta koncentrationen av sackaros, natriumklorid eller mononatriumglutamat som kan smakas av individer så unga som 6 år.
Detta dokument beskriver ett två-alternativ, påtvingat val, trappa, spårningsprocedur, kallad Smakdetekteringströskeln (TDT), som ger ett tillförlitligt mått på söta, salta och umami smakdetekteringströsklar från barndom till vuxen ålder. Fördelarna med metoden inkluderar förfaranden som är identiska för barn och vuxna, vilket möjliggör bestämning av åldersrelaterade och individuella skillnader i smakuppfattning, om någon, och uppgifter som kan slutföras på relativt kort tid, förlitar sig inte på kontinuerlig uppmärksamhet eller kräver memorering, kontroll för subjektiva svarsbiaser och minimerar effekten av språkutveckling. Efter en 1 timmes fasta presenteras deltagarna med par av lösningar; i varje par är en lösning vatten, och den andra lösningen innehåller olika koncentrationer av tastant.
Med hjälp av en helmunprovningsmetod smakar deltagarna varje lösning (utan att svälja och skölja mellan provningarna) och pekar sedan på lösningen med smak eller som smakar annorlunda än vatten. Koncentrationen av stimulansen i det efterföljande paret ökar efter ett enda felaktigt svar och minskar efter två på varandra följande korrekta svar. En återföring inträffar när koncentrationssekvensen ändrar riktning. Uppgiften anses vara slutförd efter det att fyra återföringar har inträffat, förutsatt att det finns högst två utspädningssteg mellan två på varandra följande återföringar, och serien av återföringar inte bildar ett stigande mönster. Dessa ytterligare kriterier säkerställer större tillförlitlighet i resultaten. TDT beräknas sedan som det geometriska medelvärdet av koncentrationerna av de fyra återföringarna. Denna metod har verklig relevans eftersom den ger information om en dimension av smakuppfattning som är oberoende av hedonik, och som kan förändras med åldrande och vissa sjukdomstillstånd, vilket gör det till ett värdefullt psykofysiskt test.
Smaksinnet fungerar som en grindvakt, vilket delvis avgör om en individ avvisar en mat eller vätska eller accepterar den i munhålan. Smaka psykofysik– studien av relationer mellan distinkta kemiska stimuli och de känslor och uppfattningar de producerar-ger viktig information om smaksystemets funktion1. Det finns inte bara flera grundläggande smaker (söt, salt, bitter, sur, umami), men varje smakkvalitet kan karakteriseras av distinkta perceptuella dimensioner, inklusive hur känsliga individer är i att upptäcka den kemiska stimulansen eller känna igen dess smak och hur mycket de gillar eller ogillar smaksensationen.
Denna artikel beskriver en psykofysisk metod som kan användas för att tillförlitligt mäta smakdetekteringströsklar (dvs den lägsta koncentrationen av en tastant som kan detekteras) hos individer så unga som 6 år. Från barndom till vuxen ålder har detektionströsklar använts i kliniska bedömningar av effekterna av trauma- eller sjukdomstillstånd2,3 och i grundläggande forskningsapplikationer, för att studera effekterna av kost, åldrande, utveckling, fetma och rökning på smaksystemet, liksom genotyp-smak fenotyprelationer4,5,6,7,8,9,10, 11.
Detta smakdetekteringströskeltest (TDT), som vanligtvis tar i genomsnitt 15 min per stimulans (intervall: 4-35 min; median: 13 min) att slutföra, består av en två alternativ, påtvingad val, trappa, spårningsförfarande som har använts för att mäta den lägsta koncentrationen av sackaros, natriumklorid (NaCl) eller mononatriumglutamat (MSG) i lösning som kan detekteras som smak. Som beskrivs häri presenteras deltagarna med par av lösningar; i varje par är en lösning vatten, och den andra lösningen innehåller olika koncentrationer av tastant. Med hjälp av en helmunprovningsmetod smakar deltagarna varje lösning (utan att svälja) och pekar sedan på lösningen med smak eller som smakar annorlunda än vatten. Koncentrationen av stimulansen i det efterföljande paret ökar efter ett enda felaktigt svar och minskar efter två på varandra följande korrekta svar. En återföring inträffar när koncentrationssekvensen ändrar riktning.
Uppgiften anses vara slutförd efter det att fyra återföringar har inträffat, förutsatt att det finns högst två utspädningssteg mellan två på varandra följande återföringar, och serien av återföringar inte bildar ett stigande mönster. Dessa ytterligare kriterier, som fastställdes i klinisk praxis av Dr. Cowart och kollegor vid Monell-Jefferson Chemosensory Clinical Research Center2, säkerställer större tillförlitlighet i resultaten och ökar förtroendet för giltigheten av individuella mått på smakfunktion. Forskningsstudier har använt denna metod för att bestämma smakdetekteringströsklar för sackaros, salt eller MSG hos hundratals friska barn så unga som 6 år, ungdomar och vuxna4,5,6,7,8,9,10,11 och har visat att majoriteten (> ~ 80%) av barnen kan slutföra den psykofysiska uppgiften4,6, 7,8, som belyser lämpligheten av metoden för pediatriska populationer.
TDT-testet är ett tvåalternativ, påtvingat, trappförfarande som använder strikta regler för att uppfylla kriterier än tidigare metoder12, vilket säkerställer en stabilare utfallsåtgärd. Med hjälp av kriterier som fastställts vid Monell-Jefferson Chemosensory Clinical Research Center2är TDT en pålitlig swish-and-spit-metod som mäter den lägsta koncentrationen av sackaros, NaCl eller MSG i lösning som kan detekteras genom smak bland individer så unga som 6 år. Om resultaten slutförs enligt beskrivningen, inklusive att tvinga deltagarna att skölja munnen före och efter varje provsmakning, är resultaten tillförlitliga och snabba och ger insikt i en viktig smakdimension som är oberoende av hedonik8.
Även om tillämpningen av psykofysiska verktyg för att mäta denna smakdimension är väl etablerad inom området, har många metoder inte validerats för användning hos barn14. Det finns flera kritiska steg i protokollet, av vilka vissa gäller särskilt barn [se även referens15]. För det första bör kriterierna för att uppnå tröskelvärdet inte enbart förlita sig på förekomsten av fyra återföringar eller variera på grund av deltagarens ålder. Snarare bör det finnas högst två utspädningssteg mellan två på varandra följande återföringar, och serien av återföringar bör inte bilda ett stigande mönster, vilket kan vara fallet när deltagaren helt enkelt gissar eller inte tar hand om uppgiften. Dessa ytterligare kriterier, som fastställdes baserat på klinisk erfarenhet2, möjliggör utvärdering av funktionen hos individens smaksystem, delvis för att de kontrollerar för falska positiva, särskilt när deltagaren helt enkelt gissar16.
För det andra är förfarandet påtvingat val, så om deltagarna svarar att “varken” eller “båda” lösningarna har smak, accepteras inte det svaret. Snarare blir de tillsagda att “gissa”. Under TDT känner deltagarna ofta att de gissar, men det bör inte accepteras som bevis på att de är helt omedvetna om smakstimuli17. Dessutom kan individer variera i sina interna kriterier för vad som utgör en smaksensation och därmed deras vilja att säga att en lösning har eller inte har smak. För det tredje, eftersom att ätandets recency påverkar smakuppfattningen18, standardiserar tiden sedan deltagaren senast åt eller drack något annat än vatten är viktigt för att minska intersubject variabilitet orsakad av sensorisk anpassning eller förbättring. För det fjärde är tastanterna som används häri välsmakande och presenteras i lösning, inte i en livsmedelsmatris. När en livsmedelsmatris används kan längre interstimulusintervall krävas för att livsmedel ska rensa gommen. Medan denna metod har använts för att mäta detektionströsklar för sura eller bittra tastanter bland vuxna2,11, kan dess användning för att mäta detektionströsklar för obehagliga tastanter bland vissa små barn vara problematisk på grund av deras ökade känslighet för vissa bittra tastanter och deras potentiella ovilja att fortsätta delta19.
Ett påtvingat valförfarande för att presentera upp till fyra par stigande koncentrationer av bittersmakande lösningar och dH2O har varit framgångsrikt för pediatriska populationer19,20. För det femte, inbäddat i ett spel, är metoden känslig för barns kognitiva och språkliga begränsningar och kräver bara att deltagaren pekar på koppen som innehåller smaken. I en nyligen genomförd studie gav 80% av barnen ihållande uppmärksamhet i genomsnitt 15 minuter och nådde kriterierna8. Sådan information om slutförandet av uppgifterna bör rapporteras, särskilt när pediatriska populationer studeras.
Den nuvarande metoden har verklig relevans och har använts för att bedöma detektionströsklar för andra grundläggande smaker av sur (citronsyra) och bitter (kinin)2 och hos vuxna i olikaåldrar 8. Eftersom metoden inte kräver verbala svar bör instruktionerna enkelt översättas till andra språk21, vilket gör det till ett värdefullt psykofysiskt verktyg för forskare över hela världen. Men som alla andra psykofysiska metoder kommer det sannolikt att finnas begränsningar i dess användning, särskilt med yngre barn. Förfarandet kan vara svårare att uppnå kriterier för barn än för vuxna. I en studie nådde 20% av barnen inte kriterier, jämfört med 5% av vuxna8. Orsaker till att inte slutföras inkluderade ofokuserat beteende, underlåtenhet att förstå uppgiften eller att bli trött och oförmögen att fortsätta.
Resultat från studier som använde denna smak TDT har bidragit i stor utsträckning till diagnosen smak ageusia i kliniken och har främjat förståelsen för hur smakkänslighet förändras med ålder och hälsostatus. Klinisk utvärdering av patienter visade att sackarosdetekteringströsklar ≥ 0,025 M för båda könen och NaCl-detektionströsklar ≥ 0,012 M för män eller ≥ 0,010 M för kvinnor anses onormala2. Bland vuxna finns det en gradvis nedgång i smakkänslighet för söta, salta, sura och bittra smaker som fortsätter in i det åttonde decenniet22. Yngre vuxna har vanligtvis lägre smakdetekteringströsklar (är känsligare) än äldre vuxna22,23,24,25. Barn och ungdomar har dock smaktrösklar för sackaros som är högre (mindre känsliga)8 och som är lägre (känsligare) än vuxna för den bittra smaken av propylthiouracil, med vuxenmönstret som uppstår under tonåren19,26.
Tröskelvärden för smakdetektering har visat sig vara relaterade till hälsoindikatorer. Till exempel korrelerade tröskelvärden för saltsmaksdetektering positivt med systoliskt blodtryck bland barn som varnormalviktiga 7, medan barn med central fetma hade lägre detektionströsklar för sackaros (känsligare) än de utan central fetma4, med liknande resultat bland ungdomar27. Förhållandet mellan fetma och sackarosdetekteringströsklar observerades dock inte hos vuxna kvinnor, och vuxna kvinnor med fetma hade högre upptäcktströsklar (var mindre känsliga) för den salta smaken av MSG9.
Medan forskning om skillnaderna i detektionströsklar mellan barn och vuxna är begränsad, är det känt att sackaros smakdetekteringströsklar inte förutsäger söta smakpreferenser eller suprathreshold intensitetsklassificeringar från barndom till vuxen ålder8,28,29, vilket ger ytterligare bevis för att smakkänslighet representerar en distinkt smakdimension som är oberoende av preferenser och därmed föreslår olika underliggande mekanismer. Större förståelse för det komplexa samspelet mellan ålder, kostvanor, hälsostatus och smaksystemets känslighet, och huruvida sådana interaktioner skiljer sig mellan de primära tastanterna, är ett viktigt område för framtida forskning.
The authors have nothing to disclose.
Dr. Joseph stöds av National Institute of Alcohol Abuse and Alcoholism (Z01AA000135) och National Institute of Nursing Research (NINR) (1ZNR0000035-01) och NIH Distinguished Scholar fonder; Dr. Mennella stöds av National Institutes of Dövhet och andra kommunikationsstörningar (NIDCD) bidrag DC016616 och DC011287; Dr. Cowarts ansträngningar för att förfina TDT-testet stöddes av NIDCD-bidrag P50 DC000214; och Dr. Pepino stöds av American Diabetes Association (ADA) bidrag 1-19-ICTS-092 och av USDA National Institute of Food and Agriculture (NIFA) Hatch Project 698-921. Innehållet är endast författarnas ansvar och representerar inte nödvändigtvis de officiella åsikterna hos NIH, NINR, NIDCD, ADA eller USDA NIFA. Finansiärerna hade ingen roll i utformningen och genomförandet av studien. vid insamling, analys och tolkning av uppgifterna. eller i utarbetandet eller innehållet 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 |