互聯(lián)網(wǎng)越來(lái)越發(fā)達(dá),信息技術(shù)越來(lái)越普遍,外賣小哥越來(lái)越“勤快”,,人類中開始出現(xiàn)肥宅一族,他們不但對(duì)各式各樣的宅文化上癮,,同時(shí)也難以拒絕各種美食,、歡樂水的誘惑,。
我們都知道,,運(yùn)動(dòng)之所以能夠讓運(yùn)動(dòng)的人“上癮”,,是因?yàn)樵谶\(yùn)動(dòng)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(jìn)而產(chǎn)生相應(yīng)的上癮表現(xiàn),因此,,越愛運(yùn)動(dòng)的人越對(duì)運(yùn)動(dòng)上癮,。
但相比習(xí)慣運(yùn)動(dòng)的人來(lái)說(shuō),相反,,不少人類(尤其肥宅)貌似對(duì)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(huì)產(chǎn)生愉悅感,,但究竟如何實(shí)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(guó)的研究者,當(dāng)然,,這也困擾著數(shù)以萬(wàn)計(jì)“假裝減肥”的肥宅,。
近期,來(lái)自西奈山醫(yī)學(xué)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(jí)醫(yī)學(xué)雜志——《Cell》雜志上。
來(lái)源:《Cell》
果然,,這一機(jī)制遠(yuǎn)比人們預(yù)想的復(fù)雜很多。在理清楚這個(gè)略微復(fù)雜的機(jī)制前,,帶大家先了解下相關(guān)的消化過(guò)程及神經(jīng)調(diào)控機(jī)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(zhǎng)的“管子”,,這根管子不同的位置負(fù)責(zé)不同的工作,,“管子”上端主要由食管、胃和十二指腸構(gòu)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(jié)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(dāng)中(當(dāng)然,便于各位讀者理解,,這只是很簡(jiǎn)單的解釋),。
其中,整個(gè)“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(gè)消化吸收過(guò)程。
在這些神經(jīng)當(dāng)中,,迷走神經(jīng)尤為重要,,它主要將“管子”內(nèi)的消化吸收進(jìn)程“信息”傳回大腦,進(jìn)而通過(guò)反饋機(jī)制對(duì)該過(guò)程進(jìn)行準(zhǔn)確調(diào)控,。
在迷走神經(jīng)內(nèi),,也存在一個(gè)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(gè)司令部稱為迷走神經(jīng)節(jié),。先前的研究表明,,這個(gè)“司令部”內(nèi)的神經(jīng)元可以調(diào)控和上傳整個(gè)消化情況,那么具體究竟是哪個(gè)部分負(fù)責(zé)上傳消化信息呢,?
圖丨迷走神經(jīng)結(jié)在整個(gè)對(duì)消化吸收的調(diào)控過(guò)程中起到“承上啟下”的作用(來(lái)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(fù)責(zé)上傳消化信息至大腦,,Ivan De Araujo 的研究團(tuán)隊(duì)向小鼠的胃,、十二指腸和結(jié)腸注入 AAVretro-Cre 病毒,這種病毒載體能夠逆行向上,,直達(dá)管控“消化信息”的“司令部”,。
簡(jiǎn)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(xué)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(lái)源:西奈山醫(yī)學(xué)院)
借此方法,,Ivan De Araujo 的研究團(tuán)隊(duì)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(shí),,該團(tuán)隊(duì)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(gè)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(shù)混合實(shí)現(xiàn)對(duì)消化道——神經(jīng)反饋途徑的顯影(來(lái)源:A Neural Circuit for Gut-Induced Reward)
那究竟左右哪一條通路負(fù)責(zé)產(chǎn)生飯后的愉悅感呢?
為了弄清楚這個(gè)問題,,Ivan De Araujo 竟然將他的實(shí)驗(yàn)老鼠訓(xùn)練成了“老鼠精”,。他們先將一個(gè)特殊裝置植入道右側(cè)的神經(jīng)傳導(dǎo)通路上,然后在小鼠籠子內(nèi)安裝啟動(dòng)這一特殊裝置的開關(guān),。只要小鼠觸碰開關(guān),,就會(huì)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(dǎo)通路小鼠會(huì)產(chǎn)生什么樣的反應(yīng)。
結(jié)果他們發(fā)現(xiàn),,在小鼠發(fā)現(xiàn)觸碰籠子內(nèi)的開關(guān)可以讓自己更“爽”后,,小鼠便瘋狂觸碰開關(guān),以此獲得更多的“快感”,。
而當(dāng)研究者將這一裝置植入到左側(cè)神經(jīng)通路時(shí),,小鼠變的“若無(wú)其事”。這個(gè)奇妙的實(shí)驗(yàn)間接證明了管控近端消化道右側(cè)的神經(jīng)傳導(dǎo)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(shí)驗(yàn)(來(lái)源:A Neural Circuit for Gut-Induced Reward)
飯后產(chǎn)生愉悅感的本質(zhì)是機(jī)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(guò)右側(cè)迷走神經(jīng)上傳至孤束核,,那么單純的電信號(hào)是如何激活大腦多巴胺系統(tǒng)的呢?
接下來(lái),,研究者進(jìn)行了第三個(gè)實(shí)驗(yàn),,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(jìn)食后神經(jīng)獎(jiǎng)勵(lì)途徑,。
圖|右側(cè)迷走—孤束核—臂旁核—黑質(zhì)—紋狀體通路(來(lái)源:A Neural Circuit for Gut-Induced Reward)
整個(gè)機(jī)制略微復(fù)雜,在此再為大家梳理下,。簡(jiǎn)單而言,,當(dāng)我們吃進(jìn)大量的美食后,腸道內(nèi)的內(nèi)分泌細(xì)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(hào),,電信號(hào)順著右側(cè)迷走—孤束核—臂旁核—黑質(zhì)—紋狀體通路,到達(dá)大腦內(nèi)部,,進(jìn)而激活大腦內(nèi)多巴胺系統(tǒng),,此時(shí),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(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn),阻斷右側(cè)迷走神經(jīng)促進(jìn)縮膽囊素的分泌功能后,,小鼠的進(jìn)食欲望大大減少,。因此,這項(xiàng)研究也為眾多為減肥而苦惱的人類帶來(lái)一線希望,,因?yàn)檠芯空呖筛鶕?jù)此通路研發(fā)阻斷藥物進(jìn)而使管不住嘴的“小饞貓”從內(nèi)心上對(duì)美食產(chǎn)生抗拒,。
不過(guò),這項(xiàng)研究目前還存在一個(gè)較大的局限,。那就是,,腸道對(duì)糖的吸收并不受這條通路的調(diào)控,,因此闡明進(jìn)食糖分所帶來(lái)的愉悅感究竟來(lái)自何處將是下一階段的研究目標(biāo)。