發布時間:2022-07-25
編者按:腦科學對各種腦功能的解析、腦疾病的診斷治療、類腦智能和腦機接口的技術開發,都具有非常重要的意義,中科院之聲與中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心聯合開設“腦智擘未來”專欄,為大家解讀視覺、學習記憶、注意力、抉擇、意識、語言、共情、合作等日常生活中常見行為和現象的研究方式和科學發現。
人的進食會受到能量穩態機制和非能量穩態機制的調節,今天讓我們以打工人小張的一天來聊聊進食的那些事兒。
中午十二點一到,隨著早餐的消耗,小張的肚子受到了該吃午飯的召喚,而這召喚不僅來自小張的肚子,更來自他的大腦。
此時小張胃里空空,空空的胃會釋放出名為胃饑餓素的小分子。它們隨著血液循環系統透過血腦屏障作用于大腦中調控進食的核心中樞——下丘腦。
下丘腦弓狀核里一類名為AGRP的神經元接受來自胃饑餓素的信號后變得十分活躍,產生食欲肽。同時他會抑制另一類能產生飽腹感的POMC神經元。饑餓感就會越來越強,不斷催促小張去吃午餐。
接著小張走入食堂,看到美味的午餐并聞到誘人的氣味時,大腦的饑餓感就開始緩解。
這是因為AGRP神經元在接收到食物相關的信息時,它們的興奮性就會迅速下降,也減弱了對POMC神經元的抑制。
小張大口干飯之時,食物進入胃,胃壁感受到食物充盈的機械張力,饑餓素的釋放就會減少。隨著被胃初步消化后的食物進入腸道進一步被分解吸收,胰島就會分泌胰島素(降低血糖),脂肪細胞開始分泌瘦素(抑制食欲)。
這兩類激素興奮了POMC神經元產生飽腹感,同時也使AGRP神經元的興奮性降低,減少饑餓感。
隨著餐盤中食物的減少,小張的進食欲望逐漸降低,繼續開始了工作(動畫)。
15:00
工作到下午三點鐘,小張砸了咂嘴:“總覺得少了點什么?!?/p>
此時他的大腦也很活躍。
負責空間記憶的海馬體和負責情緒調節的杏仁核說到:“上次那家店的炸雞和可樂真是絕配呀!”
伏隔核作為快樂中樞邊分泌多巴胺邊嚷到:“啊,那多得勁兒??!”
前額葉皮質區做出決定:“趕緊的,外賣點起來!”
15:30
小張一口炸雞,一口可樂。
腦中伏隔核多巴胺分泌到達頂峰:“哎喲媽呀,真香!”
海馬體+杏仁核說:“沒錯就是這個味兒!”
前額葉皮質區表示:“炸雞可樂,我這個決定很不錯?!?/p>
小張和他的大腦大快朵頤。
日復一日,小張因為過度飲食導致肥胖,從精神小伙變為油膩大叔,原來吃一口就能開心,現在要吃三口。與此同時他的大腦里也發出了無力的嘆息。
目前小張的大腦“超級饞”,下丘腦里食欲肽上升,伏隔核中多巴胺水平上升,前額葉皮層活動也增強了,導致小張食欲高漲無法控制自己。
此時還想挽回這一切的瘦素,就算分泌水平拼命升高,無奈腦中已經產生了瘦素抗性,分泌再多,也無法瘦下來了。
小張的例子只是生活中影響進食的一張剪影,還有許許多多會潛移默化影響你進食的因素。
在你學業/工作壓力很大的時候,在你高興或沮喪的時候,隨著你年齡的增長,抑或是女性成為孕婦時,這些種種都調節著你大腦內各種神經元的活動和神經化學因子的釋放,從而影響著你的進食行為。
那么為了不讓腦“饞”變腦殘,我們還是管住嘴邁開腿,幫助我們的大腦擁有一個健康的身體吧!
作者:中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心 徐圣進研究組