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一项研究发现,不同的神经元可能控制着进食速度和量。图片来源:The Good Brigade
科学家已经找到了与终止进食有关的大脑区域甚至特定细胞。但这一过程究竟是如何协调的,目前还不清楚。
如今,研究人员利用小鼠进食的大脑记录,首次确定了一个名为孤束核尾核(cNTS)的区域中的特定神经元是如何在用餐过程中启动,进而减缓进食并最终结束进食的。相关论文近日发表于《自然》。
没有参与这项工作的美国宾夕法尼亚大学神经科学家Nicholas Betley说,这一发现可能为人类的饮食行为和障碍提供新见解。
此前关于动物停止进食原因的研究,主要集中在两种神经元上。一种是催乳素释放激素(PRLH)神经元,它与抑制摄食行为等许多功能有关。另一种是GCG神经元,它产生胰高血糖素样肽-1,是一种抑制食欲的激素。
美国加州大学旧金山分校神经生物学家、霍华德·休斯医学研究所Zachary Knight和加州大学旧金山分校Truong Ly等人开发了一种技术,在小鼠清醒时记录大脑cNTS中单个神经元的信号。然后,他们给小鼠喂食各种类型的固体和液体食物,看看每组神经元是如何以及何时作出反应的。
记录显示,在小鼠开始进食后的几分钟内,GCG神经元的活动增强。Ly说,向胃中输入食物甚至空气都有同样的效果,表明这些神经元利用胃的膨胀跟踪食物的消耗量。当研究人员使用激光人工刺激这些神经元时,小鼠似乎认为已经吃饱了,在接下来1个小时吃的东西比没有被刺激的小鼠少得多。
PRLH神经元的表现则不同。研究人员给小鼠喂了脂肪、糖、无卡路里甜味剂和水。前3种物质在几秒钟内触发了PRLH细胞的活性。这种反应表明味觉是“在进食过程中激活细胞的关键因素”,Ly说。果然,经过基因改造而缺乏正常味觉功能的小鼠的这些神经元活性减少。
Knight和同事还发现,刺激PRLH神经元会使小鼠在积极进食的情况下显著限制食物摄入。Knight说,利用味觉信号,这些细胞似乎“控制你吃得有多快,而不是控制你吃多少”。总之,研究结果表明,这两种类型的神经元“在两个不同的时间尺度上协调进食行为,从每次咬和舔的快速协调到更长尺度的饱腹感”。
研究人员提醒说,这项研究并没有告诉我们停止进食的全部原因。英国曼彻斯特大学神经科学家Simon Luckman认为,“还有很多需要解决的问题。”他还强调,这些进食行为可能涉及其他大脑区域和细胞。(李木子)
相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s41586-023-06758-2
《中国科学报》 (2023-12-06 第2版 国际)