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《Neuron》肠道细菌参与大脑海马决策

试想一下,当你空腹购物时,你可能会买多少东西。但这个看似简单的概念实际上非常复杂;它需要使用所谓的“情境学习”的能力。

研究人员发现,肠道中的饥饿激素直接影响大脑的海马体,从而影响饮食决定。这一发现是通过对小鼠的研究得出的,它显示了大脑是如何根据饥饿程度调节饮食的,这可能对理解和治疗饮食失调有意义。

伦敦大学学院(UCL)研究人员的一项新研究发现,肠道中产生的一种饥饿激素可以直接影响大脑的决策部分,从而驱动动物的行为。

这项在小鼠身上进行的研究发表在《神经元》杂志上,首次展示了饥饿激素如何在动物考虑食物时直接影响大脑海马体的活动。

研究结果及影响

首席作者Andrew MacAskill博士(伦敦大学学院神经科学、生理学和药理学)说:“我们都知道我们的决定会受到饥饿感的深刻影响,因为食物对我们是饿还是饱有不同的意义。我们发现,大脑中对决策至关重要的部分对肠道中产生的饥饿激素水平非常敏感,我们认为这有助于大脑将我们的饮食选择与环境联系起来。”

在这项研究中,研究人员把小鼠放在一个有食物的地方,观察小鼠在饥饿或饱腹时的行为,同时对它们的大脑进行实时成像,以调查神经活动。所有的小鼠都花时间研究食物,但只有饥饿的小鼠才会开始吃。

研究人员将注意力集中在腹侧海马体(海马体的下方)的大脑活动上,这是大脑的一个决策部分,被认为有助于我们形成和使用记忆来指导我们的行为。

科学家们发现,当动物接近食物时,腹侧海马体的一个脑细胞子集的活动增加,这种活动抑制了动物的进食。

但如果小鼠饿了,这个区域的神经活动就会减少,所以海马体不再阻止动物进食。研究人员发现,这与血液中循环的高水平饥饿激素相对应。

实验见解和更广泛的影响

为了进一步澄清,伦敦大学学院的研究人员通过激活这些腹侧海马神经元,让小鼠表现得像吃饱了一样,让它们即使饿了也停止进食。科学家们通过从这些神经元中去除饥饿激素ghrelin的受体,再次获得了这个结果。

先前的研究表明,动物的海马体,包括非人类灵长类动物,都有胃饥饿素的受体,但关于这些受体如何工作的证据很少。

这一发现证明了大脑中的胃饥饿素受体是如何发挥作用的,表明饥饿激素可以穿过血脑屏障(严格限制血液中的许多物质到达大脑),直接影响大脑驱动活动,控制大脑中的回路,这可能与人类相同或相似。

未来研究方向

MacAskill博士补充说:“似乎海马体会在动物遇到食物时抑制进食的本能,以确保动物不会吃得过多——但如果动物确实饿了,激素会指示大脑关闭刹车,因此动物会继续前进,开始进食。”

科学家们正在继续研究饥饿是否会影响学习或记忆,通过观察小鼠是否会因饥饿程度而不同地执行与食物无关的任务。他们说,进一步的研究也可能揭示压力或口渴是否有类似的机制在起作用。

研究人员希望他们的发现能够有助于研究饮食失调的机制,看看海马体中的胃饥饿素受体是否可能受到影响,以及饮食和其他健康结果(如精神疾病的风险)之间的其他联系。

第一作者Ryan Wee博士(伦敦大学学院神经科学、生理学和药理学)说:“能够根据我们的饥饿程度做出决定是非常重要的。如果这出了问题,可能会导致严重的健康问题。我们希望通过提高我们对这在大脑中如何工作的理解,我们可能能够帮助预防和治疗饮食失调。”

参考文献:Internal-state-dependent control of feeding behavior via hippocampal ghrelin signaling


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