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Nat Neurosci:这一神经元会促进你“一直吃”,有望帮助人们解决饮食失调等问题



吃东西,也涉及一种奖励机制。当食物味道越好,我们越容易满足。现在,来自于马克斯-普朗克研究所(MPI)和Friedrich Miescher研究所的科学家们以小鼠为模型,发现了调控进食快感的神经回路。

这篇发表在《Nature Neuroscience》的文章揭示,一个关键的神经元会刺激小鼠进食,促进小鼠进食的幸福感。

一个关键神经元:HTR2a

之前针对大脑的研究已经表明,大脑奖赏机制会影响食欲,且大脑杏仁核的中央核区(CeA)参与调控食物摄取、奖赏机制,但是具体哪些神经元和回路驱动这些行为却并不清楚。杏仁核是大脑中处理情绪、决策、学习和记忆的关键脑区域。

Rüdiger Klein已经证实,位于CeA区域的一个关键神经元——PKC-delta,能够让小鼠停止进食。

Rüdiger Klein教授希望筛选到其他与食欲、进食行为有关联的神经元。最终,他们将目光锁定在同样位于CeA区域但是不同种类的神经元——HTR2a上。

Rüdiger Klein教授和团队使用了一系列创新技术,包括光遗传学和神经元钙成像技术,用于研究选定的神经元。其中,光遗传学是指,通过基因工程技术增强神经元对光线的敏感度,随后利用光操控该神经元的活性。此外,他们还运用了依赖于狂犬病病毒追踪神经细胞的技术,旨在构建大脑神经回路。

HTR2a神经元如何影响进食行为?

借助于这些先进技术,研究团队在体外验证了HTR2a神经元的功能——刺激进食。当HTR2a神经元被激活,小鼠吃东西的时间更长。而且,在小鼠已经吃饱的情况下,这种促进效果会更明显。

Amelia Douglass博士表示:“我们发现,HTR2a神经元促进小鼠摄取食物。在进食过程中,这些细胞处于活跃状态。当HTR2a细胞沉默时,即便小鼠处于饥饿状态,它们也会减少进食量。”

当HTR2a神经元活跃时,小鼠处于享受状态。更重要的是,这些神经元对小鼠食欲的影响似乎只有在小鼠开始进食后才会产生。当小鼠仅仅只是有吃东西的意识,HTR2a细胞并不会被激活。

这意味着,HTR2a会影响食物的口味。事实上,研究人员确实能够通过打开HTR2a神经元,让小鼠享受某一种之前并不喜欢的特定味道。

HTR2a、PKC-delta两种神经元互相“牵制”

研究神经网络之后,Rüdiger Klein教授团队发现,HTR2a神经元和PKC-delta神经元可以互相“牵制”。

“吃一些不好的食物,PKC-delta神经元会被激活,从而抑制HTR2a神经元,最终终止动物进食活动。” Ponserre表示,“相反,当摄取一些美味的食物,HTR2a神经元会处于活跃状态,PKC-delta细胞会被抑制,从而促进与奖赏机制有关联的进食行为。”

“我们发现,动物大脑在情绪状态、奖励系统和食物摄取之间存在关联性。对于人类而言,同样也存在类似的神经回路。这将是一个有趣的研究领域,有望帮助人们解决饮食失调等问题。” Rüdiger Klein教授强调道。

参阅文献:

AM Douglass, H Kucukdereli, M Ponserre,et.al. Central Amygdala Circuits Modulate Food Consumption Through A Positive Valence Mechanism. Nature Neuroscience (2017)  
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