腸道——人體第二腦
人類的腸道里排列著超過1億個(gè)神經(jīng)細(xì)胞——這實(shí)際上相當(dāng)于我們的“第二大腦”。事實(shí)上，腸道通過與大腦“對(duì)話”，繼而釋放荷爾蒙到血液中，在大約10分鐘的時(shí)間里，告訴我們它是否饑餓。
但是，來自頂級(jí)期刊《Science》和《Cell》的最新兩項(xiàng)研究表明，腸道通過一個(gè)神經(jīng)回路與大腦有著更直接的聯(lián)系！這一“直覺”式的交流通路比荷爾蒙的擴(kuò)散更直接、更迅速，使得腸道能夠在幾秒鐘內(nèi)傳輸信號(hào)。
Science：第六感——迷走神經(jīng)
2010年，杜克大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家Diego Bohórquez通過電子顯微鏡開啟了一項(xiàng)驚人的發(fā)現(xiàn)：腸內(nèi)分泌細(xì)胞位于腸道內(nèi)壁，能產(chǎn)生刺激消化和抑制饑餓感的激素，它們有足狀突起，類似于用來相互交流的突觸神經(jīng)元。Bohórquez知道，腸內(nèi)分泌細(xì)胞可以向中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)送激素信息，但他也想知道它們是否可以像神經(jīng)元一樣，通過電信號(hào)與大腦“交談”。如果是這樣的話，它們將不得不通過迷走神經(jīng)（vagus nerve）發(fā)送信號(hào)，該神經(jīng)從腸道傳到腦干。
為了驗(yàn)證這一假設(shè)，他和同事將一種熒光狂犬病病毒注射到小鼠的結(jié)腸中，通過神經(jīng)元突觸傳播，并等待腸內(nèi)分泌細(xì)胞及其“伙伴們”被點(diǎn)亮。研究人員在9月21日的《Science》雜志上報(bào)道說，這些“伙伴”正是迷走神經(jīng)細(xì)胞。
DOI： 10.1126/science.aat5236
在皮氏培養(yǎng)皿中，腸內(nèi)分泌細(xì)胞向迷走神經(jīng)伸出，并相互形成突觸連接。令人驚訝的是，這些細(xì)胞甚至大量分泌谷氨酸，后者是一種參與嗅覺和味覺的神經(jīng)遞質(zhì)，而迷走神經(jīng)細(xì)胞在100毫秒內(nèi)就能捕捉該物質(zhì)，這比眨眼的速度還快！
Bohórquez指出，這比荷爾蒙通過血液從腸道傳播到大腦要快得多。荷爾蒙的遲鈍可能是許多抑制食欲的藥物失效的原因。他說，下一步是研究這種內(nèi)臟-腦信號(hào)是否為大腦提供了關(guān)于我們所吃食物的營(yíng)養(yǎng)和熱量值的重要信息。
他說，超快速內(nèi)臟-腦信號(hào)傳遞有一些明顯的優(yōu)勢(shì)，比如檢測(cè)毒素和毒物。不僅如此，實(shí)時(shí)檢測(cè)內(nèi)臟的內(nèi)容可能還有其他好處，有待進(jìn)一步探索。
盡管在臨床意義變得清晰之前，許多問題仍然存在，但研究人依然對(duì)此感到興奮：“這是一個(gè)很酷的新難題。”
Cell：左右迷走神經(jīng)——飽腹與獎(jiǎng)賞
9月20日，發(fā)表在《Cell》雜志上的另一項(xiàng)研究提供了關(guān)于內(nèi)臟感知細(xì)胞如何有益于我們的其他線索。
具體來說，研究人員將攜帶分子工具的不同病毒組合在一起，使它們能夠通過視覺激活連接到腸道的迷走神經(jīng)細(xì)胞，而導(dǎo)致其它器官的迷走神經(jīng)細(xì)胞保持沉默。這種先進(jìn)的技術(shù)被稱為“光遺傳學(xué)”，允許研究人員利用光來操縱一組預(yù)先指定的神經(jīng)元的活動(dòng)。
研究表明，激光刺激會(huì)增加嚙齒動(dòng)物大腦中一種叫做多巴胺的情緒增強(qiáng)神經(jīng)遞質(zhì)的含量，這對(duì)獎(jiǎng)賞和動(dòng)機(jī)是必不可少的。進(jìn)一步試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，右側(cè)迷走神經(jīng)的獎(jiǎng)賞神經(jīng)元與中樞神經(jīng)系統(tǒng)的獎(jiǎng)賞神經(jīng)元所受的約束是一樣的，這意味著它們將周邊感覺細(xì)胞與先前繪制的大腦獎(jiǎng)賞神經(jīng)元群聯(lián)系起來。
令人驚訝的是，左側(cè)迷走神經(jīng)與飽腹感有關(guān)，但與獎(jiǎng)賞無關(guān)。研究小組的解剖學(xué)研究也首次揭示，左右迷走神經(jīng)分支向中樞神經(jīng)系統(tǒng)不對(duì)稱地上升。
領(lǐng)導(dǎo)《Cell》這項(xiàng)研究的西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院神經(jīng)科學(xué)家Ivan de Araujo指出，這兩篇論文合在一起有助于解釋為什么用電流刺激迷走神經(jīng)可以治療人的嚴(yán)重抑郁癥以及為什么從基本層面來說，吃會(huì)讓我們感覺良好。“即使位于大腦之外，這些神經(jīng)元也完全符合獎(jiǎng)賞神經(jīng)元可驅(qū)動(dòng)動(dòng)機(jī)并增加快樂這一定義。”他總結(jié)。
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