「饥饿神经元」让你食欲大发
kerinacloud
柯宗佑 译
以前认为，脑中的室旁核能带来满足感，但最近研究人员发现，室旁核里头的刺鼠肽神经元，反而会引起饥饿感。这项新发现，让人们更了解神经网络的运作模式，进而明白食欲产生的原因。
人类吃东西，为的是摄取营养，但我们之所以想吃东西，却是受胃部的饥饿感驱使，才不得不动手翻冰箱，或四处找食物吃。虽说饥饿感是延续生命的必要因子，但要是太过旺盛，也会导致肥胖或饮食疾患。事实上，这类问题早已席卷全球了。
二十年来，任职于贝斯以色列狄肯尼斯医疗中心(Beth Israel Deaconess MedicalCenter)的神经内分泌学家布莱佛德．洛威尔(BradfordLowell)试图解开饥饿感如何受脑中的神经元控制，并勾勒出其影响路径。透过老鼠实验，他发现位于下视丘中的刺鼠肽(Agouti peptide, AgRP)神经元，会因为身体缺乏热量而活跃起来。这些神经元无论是经过自然刺激或人为刺激，都会让老鼠拼命觅食，接着吃个不停。
更精确的说，刺鼠肽神经元是位于室旁核(paraventricularnucleus)中。以前认为，室旁核的功能是带来满足感，但现在却发现，其中的神经元反而会带来食欲，让我们产生觅食的念头。这项惊人的发现，近日已经刊在《Nature》上了。
洛威尔表示，研究人员想知道大脑会怎么控制饥饿感：「要是饥饿感异常旺盛，可能会导致肥胖症与饮食疾患。解决问题的第一步，就是了解相关生理如何运作，否则便无法对症下药。」饥饿感的成因确实复杂，学界向来抱持诸多疑问，像是为何吃饱后或节食后，饥饿感会增加还是减少？大脑的酬赏机制和饥饿感的关联究竟为何？吃完正餐后，为何只想吃冰淇淋，而不想吃生菜色拉？
洛威尔指出，心理学家会以环境因子及体内因子的互动来解释，也就是将食物与食物相关刺激因子(譬如麦当劳的招牌)是有关的，后者会透过酬赏机制刺激大脑，让人产生饥饿感。就此看来，节食后会非常想找食物吃，但饱食后则食欲大减。但洛威尔也说，这种说法只能解释表象，无法清晰描绘脑内的饥饿感神经生理机制。
为了解开谜题，研究团队决定使用先进科技，试图一步一步厘清身体在节食及饱食后的神经反应。他们使用的科技包括了狂犬病回路分析(rabies circuitmapping) 及光敏感通道蛋白回路分析(channelrhodopsin-assisted circuitmapping)，这两项技术能逐一检视各个神经元，有助于得出精准分析。洛威尔表示：「有了这些科技，我们就能追踪各个突触及轴突的反应。这个概念看似简单，却是相当不容易跨出的一步。」
根据这份刚出炉的研究报告，研究团队首先使用了狂犬病回路分析，也就是将改造过的狂犬病病毒，注射进单一一种神经元，使其受到感染，而第一个接受测试的种类，即为刺鼠肽神经元。注入后，病毒会穿过突触，并进一步标记出所有给予该神经元刺激的周边神经元。接着，透过另一批体内富含cre重组酶(crerecombinase)的老鼠，研究人员得以描绘出相关神经网络，以便进一步控制饥饿感神经元，由外部予其刺激或抑制。
洛威尔说，老鼠脑内有成千上万个神经元，研究团队的目标，便是找到哪个会提供刺鼠肽神经元刺激。研究结果颇令人意外：原来，只有下视丘背内侧核(dorsalmedial hypothalamus)及室旁核会参与刺激反应，其中，室旁核提供的刺激最强。
当研究结果出炉，新的动物模型便应运而生了。洛威尔表示，团队猜测室旁核里头的神经元会与刺鼠肽神经元联络，并激发之：「我们养出脑内富含cre组合酶的老鼠，接着逐一分析室旁核内的各个神经元，了解各自的联络对象。」结果显示，会释放甲状腺刺激素(thyrotropin-releasing hormone, TRH) 及脑垂体腺苷酸环化酶激活肽(pituitary adenylate cylcase-activatingpolypeptide, PACAP)会形成沟通网络。
最后，研究团队再透过名为DREADD(Designer Receptors Exclusively Activated by DesignerDrugs)的技术，将化学试剂注入参与沟通的神经元，以激发或抑制神经元的活动。团队发现，已经饱食的老鼠，经过DREADD刺激后，便会继续觅食，并且大吃大喝。相反的，饿了一段时间的老鼠，在神经元被抑制之后，进食量则非常小。洛威尔说，这种刺激刺鼠肽神经元，以引发饥饿感的方式，是空前的研究进展：「以往总认为室旁核的功能是带来满足感，但实验证明，刺激里头的神经元反而会增加饥饿感。」他还指出，这项研究结果显示，分析神经元沟通网络是相当关键的技术，更重要的是，在深入了解饥饿感相关机制后，更有助于人们治疗饮食疾患与肥胖症。
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研究出处：Surprising new clue to the roots of hunger, neurons that drive appetite
译者：柯宗佑 科教中心特约写手，从事科普文章编译。
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