A New Brewing Science Study in the Twenty-First Century Fused with Brain Science—Measurement of Human Brain Activity for Beer Bitterness
MBAA TQ vol. 43, no. 1, 2006, pp.
19-25 |
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Hirotaka Kaneda (1,2), Naomi Goto (2), Tatsu Kobayakawa (2), Masachika
Takashio (1), and Sachiko Saito (2). 1. Frontier Laboratories of Value Creation,
Sapporo Breweries, Ltd., 10, Okatohme, Yaizu-shi, Shizuoka 425-0013, Japan. 2.
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Higashi 1-1,
Tsukuba-shi, Ibaraki 305-8566, Japan.
Abstract
One of the ultimate questions for brewing scientists may be where and how
human beings identify beer tastes and odors and evaluate their pleasantness. To
answer this question, the fusion of brewing science studies with brain science
and psychological studies will be indispensable. We tried to noninvasively
detect the human brain activity evoked by beer bitterness by using
magnetoencephalography (MEG). The MEG measures the magnetic field outside the
scalp with a superconducting quantum interference device magnetometer. An
equivalent current dipole (ECD) can be mathematically calculated from the
distribution of the magnetic fields on the scalp. A taste delivery system
presented deionized water and beer to the tongue. The duration of each stimulus
was 600 ms in one trial (40 total trials) and the interstimulus interval was
about 30 s. The MEG measured the changes in the magnetic fields on the scalp
based on the brain activation in recognition of the beer tastes. Although the
magnetic fields did not significantly change during the stimulation with water
and beer, an increase in the magnetic fields was observed for the stimulus of
beer with the addition of isohumulones, indicating specific brain activation
for isohumulones. The ECDs for the stimulation with beer enriched with
isohumulones, placed on a subject’s three-dimensional magnetic resonance
imaging, were located at the transition between the parietal operculum and the
insular cortex (area G) with a latency at 326.7 ± 115.5 ms. The results
indicated that the brain activity stimulated by beer bitterness could be
detected. Our studies will be the first step in the fusion of brewing science
with brain science, leading to the clarification of the evaluation mechanisms
for the pleasantness of beer tastes and to supporting the sensory evaluation
studies of beer tastes.
Keywords: beer, bitter taste, brain activation, isohumulones,
magnetoencephalography
Síntesis
Una de las preguntas intrigantes que les queda a los científicos cerveceros
es donde y como las personas identifican los sabores y aromas de cerveza y
evalúan cuán agradable es. Para responder esta pregunta será indispensable
integrar la ciencia cervecera con la ciencia cerebral y estudios psicológicos.
Los autores trataron de detectar, por métodos no invasivos, la actividad
cerebral humana que evoca el amargor de la cerveza mediante
magnetoencefalografía (MEG). El MEG mide el campo magnético fuera del cuero
cabelludo con un magnetómetro que usó un dispositivo que mide la interferencia
de quánta superconductores. Se puede calcular una corriente equivalente bipolar
(ECD) según la distribución de los campos magnéticos en el cuero cabelludo. Un
sistema de entrega sensorial presenta agua desionizada y cerveza a la lengua. La
duración de cada estímulo fue de 600 ms en una prueba (de 40 pruebas en total) y
el intervalo interestímulo fue de unos 30 s. El MEG mide los cambios en los
campos magnéticos en el cuero cabelludo ocasionados por la activación cerebral
al reconocer el sabor de cerveza. Aun cuando los campos magnéticos no variaban
significativamente durante la estimulación con agua y cerveza, sí se observó un
aumento en el campo magnético con cerveza al añadir isohumulonas, indicando una
activación cerebral específica para isohumulonas. Los ECD para la estimulación
con cerveza enriquecida con isohumulonas, colocados sobre una imagen de
resonancia magnética tridimensional, se situaron en la transición entre la
operculum parietal y el cortex insular (área G) con una latencia a 326,7 ±
115,5 ms. Los resultados indican que la actividad cerebral estimulada por
amargor de cerveza sí puede ser detectado. Este estudio es el primer paso en la
fusión de ciencia cervecera con ciencia cerebral, conduciendo a la
clarificación de los mecanismos de evaluación para el agrado de sabores de
cerveza, respaldando así los estudios de evaluación sensorial de sabores de
cerveza.
Palabras claves: cerveza, sabor amargo, activación cerebral,
isohumulonas, magnetoencefalografía
