Nature子刊:這一神經元會促進你「一直吃」
吃東西,也涉及一種獎勵機制。當食物味道越好,我們越容易滿足。現在,來自於馬克斯-普朗克研究所(MPI)和Friedrich Miescher研究所的科學家們以小鼠為模型,發現了調控進食快感的神經迴路。
這篇發表在《Nature Neuroscience》的文章揭示,一個關鍵的神經元會刺激小鼠進食,促進小鼠進食的幸福感。
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一個關鍵神經元:HTR2a
之前針對大腦的研究已經表明,大腦獎賞機制會影響食慾,且大腦杏仁核的中央核區(CeA)參與調控食物攝取、獎賞機制,但是具體哪些神經元和迴路驅動這些行為卻並不清楚。杏仁核是大腦中處理情緒、決策、學習和記憶的關鍵腦區域。
文章作者、加州理工學院教授、MPI神經生物學主任Rüdiger Klein已經證實,位於CeA區域的一個關鍵神經元——PKC-delta,能夠讓小鼠停止進食。
Rüdiger Klein教授希望篩選到其他與食慾、進食行為有關聯的神經元。最終,他們將目光鎖定在同樣位於CeA區域但是不同種類的神經元——HTR2a上。
Rüdiger Klein教授和團隊使用了一系列創新技術,包括光遺傳學和神經元鈣成像技術,用於研究選定的神經元。其中,光遺傳學是指,通過基因工程技術增強神經元對光線的敏感度,隨後利用光操控該神經元的活性。此外,他們還運用了依賴於狂犬病病毒追蹤神經細胞的技術,旨在構建大腦神經迴路。
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HTR2a神經元如何影響進食行為?
藉助於這些先進技術,研究團隊在體外驗證了HTR2a神經元的功能——刺激進食。當HTR2a神經元被激活,小鼠吃東西的時間更長。而且,在小鼠已經吃飽的情況下,這種促進效果會更明顯。
文章共同一作Amelia Douglass博士表示:「我們發現,HTR2a神經元促進小鼠攝取食物。在進食過程中,這些細胞處於活躍狀態。當HTR2a細胞沉默時,即便小鼠處於飢餓狀態,它們也會減少進食量。」
當HTR2a神經元活躍時,小鼠處於享受狀態。更重要的是,這些神經元對小鼠食慾的影響似乎只有在小鼠開始進食後才會產生。當小鼠僅僅只是有吃東西的意識,HTR2a細胞並不會被激活。
這意味著,HTR2a會影響食物的口味。事實上,研究人員確實能夠通過打開HTR2a神經元,讓小鼠享受某一種之前並不喜歡的特定味道。
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HTR2a、PKC-delta兩種神經元互相「牽制」
研究神經網路之後,Rüdiger Klein教授團隊發現,HTR2a神經元和PKC-delta神經元可以互相「牽制」。
「吃一些不好的食物,PKC-delta神經元會被激活,從而抑制HTR2a神經元,最終終止動物進食活動。」 Ponserre表示,「相反,當攝取一些美味的食物,HTR2a神經元會處於活躍狀態,PKC-delta細胞會被抑制,從而促進與獎賞機制有關聯的進食行為。」
「我們發現,動物大腦在情緒狀態、獎勵系統和食物攝取之間存在關聯性。對於人類而言,同樣也存在類似的神經迴路。這將是一個有趣的研究領域,有望幫助人們解決飲食失調等問題。」 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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