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
S�ntesis
Una de las preguntas intrigantes que les queda a los cient�ficos cerveceros
es donde y como las personas identifican los sabores y aromas de cerveza y
eval�an cu�n agradable es. Para responder esta pregunta ser� indispensable
integrar la ciencia cervecera con la ciencia cerebral y estudios psicol�gicos.
Los autores trataron de detectar, por m�todos no invasivos, la actividad
cerebral humana que evoca el amargor de la cerveza mediante
magnetoencefalograf�a (MEG). El MEG mide el campo magn�tico fuera del cuero
cabelludo con un magnet�metro que us� un dispositivo que mide la interferencia
de qu�nta superconductores. Se puede calcular una corriente equivalente bipolar
(ECD) seg�n la distribuci�n de los campos magn�ticos en el cuero cabelludo. Un
sistema de entrega sensorial presenta agua desionizada y cerveza a la lengua. La
duraci�n de cada est�mulo fue de 600 ms en una prueba (de 40 pruebas en total) y
el intervalo interest�mulo fue de unos 30 s. El MEG mide los cambios en los
campos magn�ticos en el cuero cabelludo ocasionados por la activaci�n cerebral
al reconocer el sabor de cerveza. Aun cuando los campos magn�ticos no variaban
significativamente durante la estimulaci�n con agua y cerveza, s� se observ� un
aumento en el campo magn�tico con cerveza al a�adir isohumulonas, indicando una
activaci�n cerebral espec�fica para isohumulonas. Los ECD para la estimulaci�n
con cerveza enriquecida con isohumulonas, colocados sobre una imagen de
resonancia magn�tica tridimensional, se situaron en la transici�n entre la
operculum parietal y el cortex insular (�rea G) con una latencia a 326,7 �
115,5 ms. Los resultados indican que la actividad cerebral estimulada por
amargor de cerveza s� puede ser detectado. Este estudio es el primer paso en la
fusi�n de ciencia cervecera con ciencia cerebral, conduciendo a la
clarificaci�n de los mecanismos de evaluaci�n para el agrado de sabores de
cerveza, respaldando as� los estudios de evaluaci�n sensorial de sabores de
cerveza.
Palabras claves: cerveza, sabor amargo, activaci�n cerebral,
isohumulonas, magnetoencefalograf�a
