Los sentidos del gusto y el olfato nos permiten distinguir los alimentos, desencadenan respuestas fisiológicas que intervienen en la digestión y en la utilización de los alimentos, ambos sentidos se encuentran íntimamente ligados a funciones emocionales y conductuales primitivas de nuestro sistema nervioso.
El sentido del gusto
Constituye sobre todo una función de las yemas gustativas de la boca, tienen un diámetro aproximado de 1/30 mm y una longitud en torno a 1/16 mm y están compuesta por unas 50 células epiteliales modificadas, algunas de las cuales son células de soporte llamadas células de sostén y otras son células gustativas. Se encuentran en los tres tipos siguientes de papilas linguales: 1) una gran cantidad está en las paredes de las depresiones que rodean a las papilas caliciformes, que forman una línea en «V» sobre la superficie de la parte posterior de la lengua 2) un número moderado queda sobre las papilas fungiformes en la cara anterior plana de la lengua, y 3) una proporción también moderada se encuentra sobre las papilas foliáceas situadas en los pliegues a lo largo de las superficies laterales de la lengua.
Los estudios psicofisiológicos y neurofisiológicos han identificado un mínimo de 13 receptores químicos probables en las células gustativas, de los siguientes tipos: 2 receptores para el sodio, 2 para el potasio, 1 para el cloruro, 1 para la adenosina, 1 para la inosina, 2 para el sabor dulce, 2 para el sabor amargo, 1 para el glutamato y 1 para el ion hidrógeno.

Sensaciones gustativas primarias:
Sabor agrio. Causado por los ácidos. El umbral de estimulación es alrededor de 0,0009 M.
Sabor salado. Causado por las sales ionizadas (ion sodio). Umbral de estimulación es de 0,01 M.
Sabor dulce. Causado por los azúcares, glicoles, alcoholes, aldehídos, cuerpos cetónicos, amidas, ésteres, ciertos aminoácidos, algunas proteínas pequeñas, los ácidos sulfónicos, los ácidos halogenados y las sales inorgánicas de plomo y berilio. Tiene un umbral de estimulación de 0,01 M.
Sabor amargo. Causado por las sustancias orgánicas de cadena larga que contienen nitrógeno, y los alcaloides. Tiene un umbral de estimulación de 0,000008 M.
Sabor umami. Causado por alimentos que contienen l-glutamato.

Todas las fibras gustativas hacen sinapsis en los núcleos del tracto solitario situados en la región posterior del tronco del encéfalo, estos núcleos envían neuronas de segundo orden hacia una pequeña zona del núcleo ventral posteromedial del tálamo. Desde el tálamo, las neuronas de tercer orden se dirigen hacia el polo inferior de la circunvolución poscentral en la corteza cerebral parietal, en la región donde se produce su giro hacia la profundidad de la cisura de Silvio, y hacia el área insular opercular adyacente.
Sentido del olfato

La membrana olfatoria ocupa la parte superior de cada narina. Las células olfatorias son células nerviosas bipolares, su extremo mucoso forma un botón desde el que nacen de 4 a 25 cilios olfatorios (también llamados pelos olfatorios), que tienen un diámetro de 0,3 μm y una longitud hasta de 200 μm. Entre las células olfatorias de la membrana olfatoria hay muchas glándulas de Bowman pequeñas que segregan moco hacia la superficie de esta última.

Los cilios olfatorios responden a los estímulos químicos. La sustancia olorosa, al entrar en contacto con la superficie de la membrana olfatoria, primero difunde hacia el moco que cubre los cilios, se une a las proteínas receptoras presentes en la membrana de cada cilio. . El compuesto oloroso se une a la porción de la proteína receptora que se vuelve hacia el exterior. Al excitarse la proteína receptora se desprende una subunidad α de la proteína G y activa la adenilato ciclasa, que está fija al interior de la membrana ciliar cerca del cuerpo de la célula receptora. La ciclasa activada convierte muchas moléculas de trifosfato de adenosina intracelular en monofosfato de adenosina cíclico (AMPc) y este activa otra proteína cercana de la membrana, un canal activado para el ion sodio, que abre su compuerta y permite el vertido de una gran cantidad de iones sodio a través de la membrana hacia el citoplasma de la célula receptora.

Los receptores olfatorios se adaptan alrededor del 50% más o menos durante el primer segundo después de su estimulación. Existe una gran cantidad de fibras nerviosas centrífugas que vuelven por el tracto olfatorio desde las regiones olfatorias del encéfalo y acaban en unas células inhibidoras especiales del bulbo olfatorio, los granos.
El sentido del olfato posee una cualidad afectiva agradable o desagradable y tiene una minúscula cantidad del agente estimulante presente en el aire que es capaz de suscitar una sensación olfatoria.
Las fibras nerviosas olfatorias que bajan desde el bulbo se llaman par craneal I, o tracto olfatorio. Sin embargo, en realidad tanto el tracto como el bulbo constituyen una prolongación anterior del tejido cerebral que emerge desde la base del encéfalo; la dilatación bulbosa de su extremo, el bulbo olfatorio, se halla sobre la lámina cribosa, que separa la cavidad craneal de los tramos superiores de las fosas nasales. La lámina cribosa presenta múltiples perforaciones reducidas a través de las cuales asciende un número idéntico de pequeños nervios desde la membrana olfatoria en la cavidad nasal para entrar en el bulbo olfatorio dentro de la cavidad craneal. Cada bulbo posee varios miles de estos glomérulos, y cada uno de ellos es el punto de terminación de unos 25.000 axones procedentes de las células olfatorias. Todo glomérulo también es la estación terminal para las dendritas de unas 25 grandes células mitrales y unas 60 células en penacho más pequeñas, cuyos cuerpos celulares se hallan en el bulbo olfatorio por encima de los glomérulos.
El tracto olfatorio penetra en el encéfalo a nivel de la unión anterior entre el mesencéfalo y el cerebro; allí, se divide en dos vías: una que sigue en sentido medial hacia el área olfatoria medial del cerebro (consta de un grupo de núcleos situado en las porciones basales intermedias del encéfalo inmediatamente delante del hipotálamo) y la otra en sentido lateral hacia el área olfatoria lateral (está compuesta sobre todo por las cortezas prepiriforme y piriforme además de la porción cortical de los núcleos amigdalinos).