
很顯然,較低的溫度可以使制造口渴感覺的神經(jīng)元減少活動

神經(jīng)元記錄裝置的設(shè)計并不影響小鼠的移動和飲食

人類大腦中相應(yīng)的與渴感有關(guān)的神經(jīng)元就位于丘腦下部(呈綠色)的上方
新浪科技訊 北京時間8月9日消息,我們吃東西的時候為什么會覺得口渴?為什么冷水更能解渴?科學(xué)家近期對老鼠大腦活動的深入研究或許能為這些問題提供答案。
在我們的大腦里有一個特殊的“渴感回路”(thirst circuit),食物可以在很短時間內(nèi)激活這個回路,而口腔溫度降低則可以關(guān)閉這一回路。此前科學(xué)家已經(jīng)知道,這些大腦細(xì)胞可以刺激飲水活動,比如當(dāng)脫水導(dǎo)致血液濃度升高的時候。
新得研究結(jié)果顯示了一種更快的反饋模式,可以預(yù)測身體未來對水的需求。一直以來,研究者對這種反饋系統(tǒng)非常感興趣,因為令人疑惑的一個事實是:無論是人類還是動物,似乎對喝水行為的調(diào)節(jié)都非常快。
“對口渴的自我平衡調(diào)節(jié)有一個教科書式的模型,并且已經(jīng)存在了將近100年,”研究作者、加州大學(xué)舊金山分校的扎卡里·奈特(Zachary Knight)說,“這個模型的基礎(chǔ)是血液。在大腦中存在這樣一些神經(jīng)元……當(dāng)血液濃度太高或血壓下降得太低時,就會產(chǎn)生口渴感。但是,日常生活中飲水行為的眾多表現(xiàn)可能無法用這個自我平衡的模型來解釋,因為口渴發(fā)生得太快了。”
例如,在我們享用一頓含鹽較多的大餐時,就會產(chǎn)生“進食渴感”;當(dāng)我們喝水時,口渴的感覺也幾乎馬上消失。奈特博士解釋稱,口渴通常發(fā)生在我們的體液平衡發(fā)生變化之前,而不是對體液變化的反饋。研究團隊的實驗結(jié)果發(fā)表在近期的《自然》(Nature)雜志上,首次為我們提供了這種預(yù)期效應(yīng)如何在大腦里發(fā)生的解釋。
為了分離出口渴相關(guān)的大腦活動,研究人員對基因改造過的小鼠神經(jīng)元活動進行了監(jiān)測。在這些動物的大腦深處,一種特殊類型的大腦細(xì)胞——位于已知與渴感有關(guān)的區(qū)域——在活躍時就會點亮。這意味著,當(dāng)小鼠處于不同的實驗條件時,研究團隊可以用光纖記錄這些神經(jīng)元的活動強度。
當(dāng)動物感到口渴的時候,這些位于“穹窿下器”(subfornical organ,SFO)的大腦細(xì)胞顯得非常活躍;而一旦它們喝了水,神經(jīng)元活動馬上降了下來。同樣的,這一“口渴回路”在小鼠吃東西的時候也會點亮——比它們血管里任何可以探測得到的變化都要快。
這些穹窿下器的神經(jīng)元似乎是直接對動物口腔里的變化做出反應(yīng)。“在吃飯和喝水過程中,根據(jù)口腔中得到的信號,這種活動的上調(diào)和下調(diào)似乎都非常迅速,”奈特博士說,“較冷的液體可以更快地抑制這些神經(jīng)元。事實上,我們的結(jié)果顯示,小鼠口腔即使是簡單的降溫,也能有效減少這些神經(jīng)元的活動——不需要消耗任何的水。”
奈特博士稱,渴感系統(tǒng)在時刻監(jiān)測口腔溫度的概念——到了將冷卻金屬片放在小鼠舌頭上就會點亮這些神經(jīng)元的程度——可以解釋許多問題。“如果你去到醫(yī)院,又無法吞咽,他們會給你可以含著的冰片,以緩解你的口渴感,”他說,“溫度似乎是這些神經(jīng)元聽取的信號之一。”
Yuki Oka博士是加州理工學(xué)院的神經(jīng)生物學(xué)家,盡管沒有參與這項研究,但他在之前的研究中也關(guān)注了這些穹窿下器的神經(jīng)元。他的團隊發(fā)現(xiàn),對這些與渴感有關(guān)的神經(jīng)元進行人工刺激,會使小鼠想要喝水,即使它們并不口渴。這一結(jié)果也被奈特博士及其同事重復(fù)了出來,并作為他們工作的一部分。
Oka博士稱,新的發(fā)現(xiàn)非常有趣,尤其是他們展示了同一群大腦細(xì)胞如何將不同類型的信息 結(jié)合起來的過程。他說:“此前該領(lǐng)域的觀點是,(該系統(tǒng))是監(jiān)測著……內(nèi)部狀態(tài)。但是近期的研究——包括這一研究——顯示,這些大腦里的感覺神經(jīng)元不僅僅是一個感受器,它們還是一個平臺,將外部刺激和內(nèi)部狀態(tài)都整合在一起。這是一種新的概念,在控制攝食的神經(jīng)元活動中也有所顯示。”(任天)