大脑如何告诉你“再吃一口”？Curr Biol：从果蝇到人类，揭秘血清素如何调控进食行为

机体是如何与大脑相互作用来执行重要的生命功能（比如进食）是生理学和神经科学研究领域的一个基本问题。

近日，一篇发表在国际杂志Current Biology上题为“Serotonergic modulation of swallowing in a complete fly vagus nerve connectome”的研究报告中，来自波恩大学等机构的科学家们识别出了一种参与进食过程的重要控制回路。

研究人员发现，果蝇幼虫的食道中含有特殊的传感器或受体，这些受体会在动物吞下食物时被触发。如果幼虫吞下食物，这些受体会告诉大脑释放血清素。血清素通常被认为是“感觉良好”的激素，它能确保果蝇幼虫继续进食。

人类的进食控制回路

研究人员推测，人类机体也可能拥有类似的控制回路。想象一下，当你饿了坐在一家餐厅里，面前的桌子上放着一张诱人的披萨。你咬了一口，咀嚼并吞下它，那一刻你会感到非常高兴，心想这真是太好吃了。于是，你会迅速切下另一块披萨并大口大口地吃。披萨的味道和在舌头上的感觉会促使你开始进食，但吞咽后的良好感觉才是你继续吃下去的主要原因。

果蝇幼虫的研究

为了回答这些关于进食控制回路的问题，研究人员并没有从人类机体中寻找答案，而是选择了果蝇幼虫。果蝇幼虫大约拥有1万至1.5万个神经细胞，与人类大脑中1000亿个神经细胞相比，这一数字相对可控。尽管如此，这1.5万个神经细胞已经形成了一个极其复杂的网络，每个神经元都有分支突起，通过这些突起与数十甚至数百个其他神经细胞相连。

Pankratz博士表示：“我们想要更详细地理解机体在进食时消化系统是如何与大脑相互交流的。为此，我们必须理解哪些神经元参与了信息流，以及它们是如何被触发的。”

吞咽行为或会诱发机体血清素的释放

图片来源：Curr Biol. 2024 Sep 5:S0960-9822(24)01137-0. doi:10.1016/j.cub.2024.08.025

研究方法

研究人员不仅分析了果蝇幼虫所有神经纤维的路径，还研究了不同神经元之间的连接。为此，他们将果蝇幼虫切成数千个极薄的切片，并在电子显微镜下进行观察。然后，研究人员利用高性能计算机从这些照片中创建了三维图像。下一步是真正艰巨的任务，研究人员调查了所有神经细胞是如何相互连接的，即神经元与神经元之间，以及突触与突触之间的连接。

发现“拉伸受体”

通过这一过程，研究人员在食道中识别出了一种“拉伸受体”（stretch receptor），这种受体与果蝇幼虫中能产生血清素的一组六个神经元相连。血清素有时被称为“感觉良好的激素”，它能确保我们对某些行为感到奖励并鼓励我们继续做下去。

血清素神经元能接收动物刚刚吞下的食物的额外信息，检测食物的质量。只有在检测到优质食物时，这些神经元才会产生血清素，从而确保果蝇幼虫继续进食。这一机制非常重要，很可能在人类机体中也存在。如果这一机制发生缺陷，可能会导致诸如厌食症或暴饮暴食等进食障碍。

结论

因此，这项基础研究所得到的结果对于治疗上述饮食障碍具有重要意义。目前，研究人员还不清楚人类机体中的控制回路是如何具体发挥作用的，这需要更多的研究来阐明。

综上所述，本文研究结果阐明了一种神经调节的感觉运动系统，其中正在进行的运动活性在完成具有生物学意义的动作后通过血清素得到加强，这可能代表了一种古老的运动学习形式。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Andreas Schoofs, Anton Miroschnikow, Philipp Schlegel, et al. Serotonergic modulation of swallowing in a complete fly vagus nerve connectome, Curr Biol. 2024 Sep 5:S0960-9822(24)01137-0. doi:10.1016/j.cub.2024.08.025