腸道——人體第二腦
人類(lèi)的腸道里排列著(zhù)超過(guò)1億個(gè)神經(jīng)細胞——這實(shí)際上相當于我們的“第二大腦”。事實(shí)上，腸道通過(guò)與大腦“對話(huà)”，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(lái)自頂級期刊《Science》和《Cell》的最新兩項研究表明，腸道通過(guò)一個(gè)神經(jīng)回路與大腦有著(zhù)更直接的聯(lián)系！這一“直覺(jué)”式的交流通路比荷爾蒙的擴散更直接、更迅速，使得腸道能夠在幾秒鐘內傳輸信號。
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(guò)電子顯微鏡開(kāi)啟了一項驚人的發(fā)現：腸內分泌細胞位于腸道內壁，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(lèi)似于用來(lái)相互交流的突觸神經(jīng)元。Bohórquez知道，腸內分泌細胞可以向中樞神經(jīng)系統發(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(guò)電信號與大腦“交談”。如果是這樣的話(huà)，它們將不得不通過(guò)迷走神經(jīng)（vagus nerve）發(fā)送信號，該神經(jīng)從腸道傳到腦干。
為了驗證這一假設，他和同事將一種熒光狂犬病病毒注射到小鼠的結腸中，通過(guò)神經(jīng)元突觸傳播，并等待腸內分泌細胞及其“伙伴們”被點(diǎn)亮。研究人員在9月21日的《Science》雜志上報道說(shuō)，這些“伙伴”正是迷走神經(jīng)細胞。
DOI： 10.1126/science.aat5236
在皮氏培養皿中，腸內分泌細胞向迷走神經(jīng)伸出，并相互形成突觸連接。令人驚訝的是，這些細胞甚至大量分泌谷氨酸，后者是一種參與嗅覺(jué)和味覺(jué)的神經(jīng)遞質(zhì)，而迷走神經(jīng)細胞在100毫秒內就能捕捉該物質(zhì)，這比眨眼的速度還快！
Bohórquez指出，這比荷爾蒙通過(guò)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(shuō)，下一步是研究這種內臟-腦信號是否為大腦提供了關(guān)于我們所吃食物的營(yíng)養和熱量值的重要信息。
他說(shuō)，超快速內臟-腦信號傳遞有一些明顯的優(yōu)勢，比如檢測毒素和毒物。不僅如此，實(shí)時(shí)檢測內臟的內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(wèn)題仍然存在，但研究人依然對此感到興奮：“這是一個(gè)很酷的新難題。”
Cell：左右迷走神經(jīng)——飽腹與獎賞
9月20日，發(fā)表在《Cell》雜志上的另一項研究提供了關(guān)于內臟感知細胞如何有益于我們的其他線(xiàn)索。
具體來(lái)說(shuō)，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(guò)視覺(jué)激活連接到腸道的迷走神經(jīng)細胞，而導致其它器官的迷走神經(jīng)細胞保持沉默。這種先進(jìn)的技術(shù)被稱(chēng)為“光遺傳學(xué)”，允許研究人員利用光來(lái)操縱一組預先指定的神經(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神經(jīng)遞質(zhì)的含量，這對獎賞和動(dòng)機是必不可少的。進(jìn)一步試驗發(fā)現，右側迷走神經(jīng)的獎賞神經(jīng)元與中樞神經(jīng)系統的獎賞神經(jīng)元所受的約束是一樣的，這意味著(zhù)它們將周邊感覺(jué)細胞與先前繪制的大腦獎賞神經(jīng)元群聯(lián)系起來(lái)。
令人驚訝的是，左側迷走神經(jīng)與飽腹感有關(guān)，但與獎賞無(wú)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)系統不對稱(chēng)地上升。
領(lǐng)導《Cell》這項研究的西奈山伊坎醫學(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)可以治療人的嚴重抑郁癥以及為什么從基本層面來(lái)說(shuō)，吃會(huì )讓我們感覺(jué)良好。“即使位于大腦之外，這些神經(jīng)元也完全符合獎賞神經(jīng)元可驅動(dòng)動(dòng)機并增加快樂(lè )這一定義。”他總結。
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