凝胶类食品消费过程中主观愉悦度与面部肌电信号的动态一致性研究

本研究针对食品消费中主观愉悦度与面部肌肉活动（EMG）的动态关联机制这一空白，通过高时间分辨率的面部肌电记录和动态效价评分技术，首次揭示了咀嚼和吞咽凝胶类食品时，主观愉悦体验与皱眉肌（corrugator supercilii）、颧大肌（zygomatic major）、咬肌（masseter）及舌骨上肌群（suprahyoid）活动的实时耦合关系，为食品感官评估和情绪神经机制研究提供了新范式。

　　

当人们品尝美食时，面部肌肉的微妙变化往往泄露了内心的愉悦感受——从婴儿吮吸甜食时的咧嘴笑容，到成人品尝苦味时的皱眉反应，这些进化保守的表情暗示着内在的神经机制。然而，现有研究多局限于静态关联分析，无法捕捉进食这一动态过程中瞬息万变的愉悦体验。更关键的是，传统视频分析难以检测细微的肌电活动，而单次问卷调查又无法反映持续变化的感官体验。这种局限性严重制约了食品工业的感官评估精度，也阻碍了科学家理解情绪与运动系统的动态耦合机制。

针对这一科学难题，来自日本的研究团队在《Current Research in Food Science》发表创新成果。他们采用凝胶类半固体食物（含正/负/无味三种配方）作为标准化刺激，通过计算机控制的味觉仪（gustometer）精确控制进食时序，同步记录29名健康受试者的动态效价（valence）评分（10Hz采样率）以及四组面部肌肉的肌电信号（EMG，1000Hz采样率）。研究创新性地将7秒咀嚼期与4秒吞咽期分开分析，采用跨相关分析（cross-correlation）和个体化峰值检测算法，首次揭示了主观愉悦体验与面部肌肉活动的毫秒级动态耦合。

关键技术方法
实验采用随机对照设计，通过味觉仪输送2.5mL凝胶食物（含15%蔗糖的阳性配方、含（E）-2-壬烯醛的阴性配方及无味对照），使用LabChart Pro系统记录corrugator supercilii（皱眉肌）、zygomatic major（颧大肌）、masseter（咬肌）和suprahyoid（舌骨上肌群）的表面EMG信号。动态效价评分通过鼠标滑动条实时采集（-4至+4分），数据经z-score标准化后，以1秒间隔分析跨相关峰值。统计采用单样本t检验（单尾）及Benjamini-Hochberg校正。

研究结果

3.1 动态波形特征
群体平均数据显示，阳性风味凝胶引发效价评分持续上升趋势（Δ+1.2分），而阴性风味呈现先降后升的V型曲线。EMG信号显示所有肌肉活动随时间增强，其中颧大肌在吞咽后出现特异性峰电位（振幅>2μV）。

3.2 跨相关分析
咀嚼期效价评分与corrugator supercilii活动呈显著负相关（r_max
=-0.32, t=6.97, d=1.29），与zygomatic major（r_max
=+0.28）、masseter（r_max
=+0.31）及suprahyoid（r_max
=+0.30）活动呈正相关（均p<0.001）。吞咽期相关性模式更复杂，但统计验证仍支持相同方向关联（|d|>1.20）。

3.3 静态相关性验证
与传统静态分析一致，平均效价评分与corrugator supercilii活动显著负相关（咀嚼期r=-0.41，吞咽期r=-0.38），与suprahyoid活动正相关（咀嚼期r=+0.29），但zygomatic major关联未达显著，提示动态方法敏感性更高。

结论与意义
该研究通过多模态动态同步技术，证实了进食过程中主观愉悦体验与特定面部肌肉活动的实时耦合：皱眉肌活动表征负面体验，而咀嚼相关肌肉（masseter/suprahyoid）和情绪表达肌（zygomatic major）活动反映积极感受。这一发现具有双重突破性——在应用层面，为食品工业开发了客观、连续的感官评估工具，克服传统问卷法的社会期望偏差；在理论层面，为"情绪-运动耦合"假说（Berridge, 2000）提供了人类实证，提示从眶额皮层到脑干运动核团的神经通路可能介导这种动态关联。研究也存在吞咽期信号解析度不足、肌电串扰（crosstalk）等局限，未来可采用高密度表面EMG（如Yoshikawa等2024年技术）进一步提升空间分辨率。这项成果为理解饮食愉悦的神经机制开辟了新途径，也为开发基于生理信号的智能食品评估系统奠定了科学基础。