吃東西,也涉及一種獎勵機制。當食物味道越好,我們越容易滿(mǎn)足?,F在,來(lái)自于馬克斯-普朗克研究所(MPI)和Friedrich Miescher研究所的科學(xué)家們以小鼠為模型,發(fā)現了調控進(jìn)食快感的神經(jīng)回路。
這篇發(fā)表在《Nature Neuroscience》的文章揭示,一個(gè)關(guān)鍵的神經(jīng)元會(huì )刺激小鼠進(jìn)食,促進(jìn)小鼠進(jìn)食的幸福感。
之前針對大腦的研究已經(jīng)表明,大腦獎賞機制會(huì )影響食欲,且大腦杏仁核的中央核區(CeA)參與調控食物攝取、獎賞機制,但是具體哪些神經(jīng)元和回路驅動(dòng)這些行為卻并不清楚。杏仁核是大腦中處理情緒、決策、學(xué)習和記憶的關(guān)鍵腦區域。
文章作者、加州理工學(xué)院教授、MPI神經(jīng)生物學(xué)主任Rüdiger Klein已經(jīng)證實(shí),位于CeA區域的一個(gè)關(guān)鍵神經(jīng)元——PKC-delta,能夠讓小鼠停止進(jìn)食。
Rüdiger Klein教授希望篩選到其他與食欲、進(jìn)食行為有關(guān)聯(lián)的神經(jīng)元。最終,他們將目光鎖定在同樣位于CeA區域但是不同種類(lèi)的神經(jīng)元——HTR2a上。
Rüdiger Klein教授和團隊使用了一系列創(chuàng )新技術(shù),包括光遺傳學(xué)和神經(jīng)元鈣成像技術(shù),用于研究選定的神經(jīng)元。其中,光遺傳學(xué)是指,通過(guò)基因工程技術(shù)增強神經(jīng)元對光線(xiàn)的敏感度,隨后利用光操控該神經(jīng)元的活性。此外,他們還運用了依賴(lài)于狂犬病病毒追蹤神經(jīng)細胞的技術(shù),旨在構建大腦神經(jīng)回路。
借助于這些先進(jìn)技術(shù),研究團隊在體外驗證了HTR2a神經(jīng)元的功能——刺激進(jìn)食。當HTR2a神經(jīng)元被激活,小鼠吃東西的時(shí)間更長(cháng)。而且,在小鼠已經(jīng)吃飽的情況下,這種促進(jìn)效果會(huì )更明顯。
文章共同一作Amelia Douglass博士表示:“我們發(fā)現,HTR2a神經(jīng)元促進(jìn)小鼠攝取食物。在進(jìn)食過(guò)程中,這些細胞處于活躍狀態(tài)。當HTR2a細胞沉默時(shí),即便小鼠處于饑餓狀態(tài),它們也會(huì )減少進(jìn)食量?!?/p>
當HTR2a神經(jīng)元活躍時(shí),小鼠處于享受狀態(tài)。更重要的是,這些神經(jīng)元對小鼠食欲的影響似乎只有在小鼠開(kāi)始進(jìn)食后才會(huì )產(chǎn)生。當小鼠僅僅只是有吃東西的意識,HTR2a細胞并不會(huì )被激活。
這意味著(zhù),HTR2a會(huì )影響食物的口味。事實(shí)上,研究人員確實(shí)能夠通過(guò)打開(kāi)HTR2a神經(jīng)元,讓小鼠享受某一種之前并不喜歡的特定味道。
研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )之后,Rüdiger Klein教授團隊發(fā)現,HTR2a神經(jīng)元和PKC-delta神經(jīng)元可以互相“牽制”。
“吃一些不好的食物,PKC-delta神經(jīng)元會(huì )被激活,從而抑制HTR2a神經(jīng)元,最終終止動(dòng)物進(jìn)食活動(dòng)?!?Ponserre表示,“相反,當攝取一些美味的食物,HTR2a神經(jīng)元會(huì )處于活躍狀態(tài),PKC-delta細胞會(huì )被抑制,從而促進(jìn)與獎賞機制有關(guān)聯(lián)的進(jìn)食行為?!?/p>
“我們發(fā)現,動(dòng)物大腦在情緒狀態(tài)、獎勵系統和食物攝取之間存在關(guān)聯(lián)性。對于人類(lèi)而言,同樣也存在類(lèi)似的神經(jīng)回路。這將是一個(gè)有趣的研究領(lǐng)域,有望幫助人們解決飲食失調等問(wèn)題?!?Rüdiger Klein教授強調道。
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參考資料:1)These neurons may 'tell us' to keep eating, even when we are full
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