互聯(lián)網(wǎng)越來越發(fā)達,,信息技術越來越普遍,外賣小哥越來越“勤快”,,人類中開始出現(xiàn)肥宅一族,,他們不但對各式各樣的宅文化上癮,,同時也難以拒絕各種美食、歡樂水的誘惑,。
我們都知道,,運動之所以能夠讓運動的人“上癮”,是因為在運動刺激后,,大腦產(chǎn)生一種名為“內(nèi)啡肽”的物質(zhì),,這種物質(zhì)能夠刺激大腦產(chǎn)生愉悅感,進而產(chǎn)生相應的上癮表現(xiàn),,因此,,越愛運動的人越對運動上癮。
但相比習慣運動的人來說,,相反,,不少人類(尤其肥宅)貌似對于各類川菜,、魯菜,、湘菜、粵菜等等美食產(chǎn)生“上癮”的表現(xiàn),,又該如何解釋呢,?
研究人員先前就觀察到,在酒足飯飽后人體大腦也會產(chǎn)生愉悅感,,但究竟如何實現(xiàn)從消化系統(tǒng)到大腦的神經(jīng)反饋一直困擾著世界各國的研究者,,當然,這也困擾著數(shù)以萬計“假裝減肥”的肥宅,。
近期,來自西奈山醫(yī)學院 Ivan De Araujo 課題組的研究人員揭示了這一神奇的消化道至大腦的神經(jīng)回路,,揭露了人類享受美食的秘密,。其最新的研究成果于 9 月 20 日以“A Neural Circuit for Gut-Induced Reward”為題發(fā)表在頂級醫(yī)學雜志——《Cell》雜志上。
來源:《Cell》
果然,,這一機制遠比人們預想的復雜很多。在理清楚這個略微復雜的機制前,帶大家先了解下相關的消化過程及神經(jīng)調(diào)控機制,。
單純看消化系統(tǒng),,我們可以把我們的消化系統(tǒng)看作一根很長的“管子”,這根管子不同的位置負責不同的工作,,“管子”上端主要由食管,、胃和十二指腸構成,這一段的作用主要發(fā)揮消化的功能,,就是把我們吃的各種各樣的食物轉(zhuǎn)化成我們身體可以吸收的小分子物質(zhì),,下端主要是結腸和直腸等,它們主要發(fā)揮吸收作用,,將小分子物質(zhì)吸收入身體當中(當然,,便于各位讀者理解,這只是很簡單的解釋),。
其中,,整個“管子”的管壁內(nèi)富含大量的交感神經(jīng)、迷走神經(jīng)和腸內(nèi)神經(jīng),,這些神經(jīng)用于調(diào)節(jié)整個消化吸收過程,。
在這些神經(jīng)當中,迷走神經(jīng)尤為重要,,它主要將“管子”內(nèi)的消化吸收進程“信息”傳回大腦,,進而通過反饋機制對該過程進行準確調(diào)控。
在迷走神經(jīng)內(nèi),,也存在一個主要的“司令部”,,將下方消化道的系統(tǒng)匯總并上傳至大腦,這個司令部稱為迷走神經(jīng)節(jié),。先前的研究表明,,這個“司令部”內(nèi)的神經(jīng)元可以調(diào)控和上傳整個消化情況,那么具體究竟是哪個部分負責上傳消化信息呢,?
圖丨迷走神經(jīng)結在整個對消化吸收的調(diào)控過程中起到“承上啟下”的作用(來源:Bing)
在這一次的研究中,為了弄清除迷走神經(jīng)內(nèi)究竟哪些神經(jīng)元負責上傳消化信息至大腦,,Ivan De Araujo 的研究團隊向小鼠的胃,、十二指腸和結腸注入 AAVretro-Cre 病毒,這種病毒載體能夠逆行向上,,直達管控“消化信息”的“司令部”,。
簡而言之,這種病毒載體逆行到的地方以及它所走的路徑,,便是我們一直在尋找消化——神經(jīng)反饋途徑,。但是,,為了使我們能夠看到這些極其微小的病毒,科學家還需要借助一種特殊的“染劑”——AAV-DIO-GFP,,令我們能夠直觀的觀察這些神經(jīng)反饋途徑,。
圖丨 Ivan De Araujo(來源:西奈山醫(yī)學院)
借此方法,,Ivan De Araujo 的研究團隊明確了大腦中支配食物消化吸收的特異性區(qū)域——位于孤束核內(nèi)的區(qū)域,。
同時,該團隊還驚奇的發(fā)現(xiàn)了2件極其有意思的現(xiàn)象:首先,,管控胃等上端消化道的僅位于孤束核中間偏后的區(qū)域,,這個區(qū)域與管控心臟、肺臟的區(qū)域完全相隔離,,這一發(fā)現(xiàn)令研究者更加相信飲食后的愉悅感是產(chǎn)生于特定區(qū)域,;其次,研究者發(fā)現(xiàn),,支配胃等上端消化道的迷走神經(jīng)在孤束核的“銜接區(qū)域”竟有左右之分——右側(cè)消化中樞主要分布在迷走神經(jīng)孤束核NTS,,而左側(cè)主要分布于后極區(qū)AP。
圖|兩種技術混合實現(xiàn)對消化道——神經(jīng)反饋途徑的顯影(來源:A Neural Circuit for Gut-Induced Reward)
那究竟左右哪一條通路負責產(chǎn)生飯后的愉悅感呢,?
為了弄清楚這個問題,Ivan De Araujo 竟然將他的實驗老鼠訓練成了“老鼠精”,。他們先將一個特殊裝置植入道右側(cè)的神經(jīng)傳導通路上,,然后在小鼠籠子內(nèi)安裝啟動這一特殊裝置的開關。只要小鼠觸碰開關,,就會激活右側(cè)神經(jīng)通路的特殊裝置,,以此觀察激活右側(cè)傳導通路小鼠會產(chǎn)生什么樣的反應。
結果他們發(fā)現(xiàn),,在小鼠發(fā)現(xiàn)觸碰籠子內(nèi)的開關可以讓自己更“爽”后,,小鼠便瘋狂觸碰開關,以此獲得更多的“快感”,。
而當研究者將這一裝置植入到左側(cè)神經(jīng)通路時,,小鼠變的“若無其事”。這個奇妙的實驗間接證明了管控近端消化道右側(cè)的神經(jīng)傳導途徑是產(chǎn)生愉悅感的根本途徑,!
圖|“特殊裝置”與小鼠“癲狂”實驗(來源:A Neural Circuit for Gut-Induced Reward)
飯后產(chǎn)生愉悅感的本質(zhì)是機體多巴胺系統(tǒng)的激活。研究者已經(jīng)明確了胃腸道食物的刺激通過右側(cè)迷走神經(jīng)上傳至孤束核,,那么單純的電信號是如何激活大腦多巴胺系統(tǒng)的呢,?
接下來,研究者進行了第三個實驗,,他們利用皰疹病毒,,明確了右側(cè)迷走—孤束核—臂旁核—黑質(zhì)—紋狀體這一進食后神經(jīng)獎勵途徑。
圖|右側(cè)迷走—孤束核—臂旁核—黑質(zhì)—紋狀體通路(來源:A Neural Circuit for Gut-Induced Reward)
整個機制略微復雜,,在此再為大家梳理下。簡單而言,,當我們吃進大量的美食后,,腸道內(nèi)的內(nèi)分泌細胞分泌大量的縮膽囊素(CCK)——一種十分重要的促消化激素,在腸壁神經(jīng)元接收到這種激素和食物本身的刺激后發(fā)出電信號,,電信號順著右側(cè)迷走—孤束核—臂旁核—黑質(zhì)—紋狀體通路,,到達大腦內(nèi)部,進而激活大腦內(nèi)多巴胺系統(tǒng),,此時,,人類神圣的“餐后愉悅感”就出現(xiàn)了!
更為巧妙的是,,Ivan De Araujo 的研究團隊還發(fā)現(xiàn),,阻斷右側(cè)迷走神經(jīng)促進縮膽囊素的分泌功能后,小鼠的進食欲望大大減少,。因此,,這項研究也為眾多為減肥而苦惱的人類帶來一線希望,因為研究者可根據(jù)此通路研發(fā)阻斷藥物進而使管不住嘴的“小饞貓”從內(nèi)心上對美食產(chǎn)生抗拒,。
不過,,這項研究目前還存在一個較大的局限。那就是,,腸道對糖的吸收并不受這條通路的調(diào)控,,因此闡明進食糖分所帶來的愉悅感究竟來自何處將是下一階段的研究目標。
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