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突破性發現:科學家找到大腦的「停止進食」開關

哥倫比亞大學的科學家們在老鼠的大腦中發現了一種特殊的神經元,這些神經元會向動物發出停止進食的訊號。雖然已知大腦中有許多調節食物攝取的迴路,但這些迴路中的神經元並不會直接決定何時停止進食。這次新發現的神經元位於腦幹——脊椎動物大腦中最古老的部分,它們是這些迴路中一個先前未知的組成部分。這一發現可能為肥胖治療開闢新的途徑。

領導這項研究的哥倫比亞大學瓦格洛斯內外科醫學院醫師科學家亞歷山大·內克託(Alexander Nectow)表示,這些神經元與其他調節飽足感的神經元不同。其他神經元通常僅限於感知我們放入口中的食物、食物如何填滿腸胃,或是從食物中獲取的營養。而這次發現的神經元特別之處在於,它們似乎整合了所有這些不同的資訊,甚至更多。

內克託解釋道,停止進食的決定是一個熟悉的現象。每當我們坐下來用餐時,總會經歷這樣的過程:吃到某個程度時,我們開始感到飽足,接著越來越飽,最終達到一個「夠了」的點。然而,大腦是如何知道身體已經吃夠了?又是如何根據這些資訊來停止進食的呢?

過去,其他研究人員曾將決策細胞追蹤到腦幹,但線索就此中斷。內克託與其研究夥伴斯里坎塔·喬杜裡(Srikanta Chowdhury)運用了新的單細胞技術,使他們能夠深入觀察大腦的某個區域,並辨識出以往難以區分的不同型別細胞。內克託表示,這種稱為「空間解析分子分析」的技術,讓研究人員能夠看到細胞在腦幹中的位置及其分子組成。

在分析一個以處理複雜訊號聞名的腦幹區域時,研究人員發現了一些先前未被識別的細胞,這些細胞與調節食慾的其他神經元具有相似特徵。喬杜裡指出,當他們啟用這些神經元時,老鼠的進食量明顯減少,且啟用的強度決定了動物停止進食的速度。有趣的是,這些神經元不僅會立即發出停止訊號,還會幫助老鼠逐漸放慢進食速度。

研究人員還觀察了其他進食迴路和激素對這些神經元的影響。他們發現,這些神經元會被一種增加食慾的激素抑制,並被一種GLP-1激動劑啟用,這類藥物目前廣泛用於治療肥胖和糖尿病。實驗結果顯示,這些輸入訊號幫助神經元追蹤老鼠的每一口進食。

內克託進一步解釋,這些神經元基本上能夠「聞到」食物、「看到」食物、感受到口腔和腸胃中的食物,並解讀因進食而釋放的各種腸道激素。最終,它們會利用所有這些資訊來決定何時該停止進食。

儘管這些特殊神經元是在老鼠身上發現的,但內克託指出,它們位於腦幹的位置——一個在所有脊椎動物中幾乎相同的大腦區域——這表明人類很可能也擁有相同的神經元。他補充道:「我們認為這是理解飽足感、其形成過程以及如何利用它來結束一餐的重要新切入點。我們希望這項發現未來能應用於肥胖治療。」

這項研究得到了多個機構的支援,包括羅素·貝裡基金會、美國糖尿病協會、達蒙·魯尼恩癌症研究基金會、西爾學者計劃等。研究成果已發表於《細胞》期刊,標題為「腦幹神經肽能神經元將神經體液軸與飽足感聯絡起來」。