大脑和胃之间的信号有助于动物决定何时进食以及进食多少
佩恩神经科学家参与的一项研究发现，大脑中一个从未与饱腹感相关的区域——小脑——有饱腹感
学分:贝特利实验室 患有普拉德·威利综合征(一种遗传疾病)的人有着贪得无厌的胃口
即使饱餐一顿，他们也不会觉得饱
结果可能是危及生命的暴饮暴食和肥胖
根据一项新的研究，他们持续饥饿的部分原因是大脑小脑的信号紊乱，小脑也是大脑中负责运动控制和学习的区域
由J
尼古拉斯·贝特利，艺术与科学学院生物学助理教授，阿尔贝一世
圣地亚哥Scintillion Institute的副教授陈(音译)利用普拉德·威利病患者提供的线索，指导在老鼠身上进行的研究，这些老鼠发现了小脑神经元的一个子集，这些神经元在进食后发出饱腹感的信号
贝特利认为，当研究人员激活这些神经元时，效果“非常巨大”
这些动物的进食频率和普通老鼠一样，但是它们的每一餐都要小50-75%
“这令人震惊，”他说
“事实上，它是如此令人震惊，我认为它一定是错的
”Betley鼓励他实验室的博士后研究员、这项研究的第一作者金鲁贤·洛进行其他一些实验，以确保效果是真实的
将近一年后，他们开始相信
“令人惊讶的是，你仍然可以找到大脑中对基本生存行为非常重要的区域，这是我们以前从未涉及过的，”Betley说
“这些大脑区域非常重要
" 这项发表在《自然》杂志上的研究表明，小脑前深部小脑核(aDCN)中的神经元参与帮助动物调节进食量
新的地区 从一开始，贝特利的实验室就揭示了与大脑如何调节食物摄入相关的各种神经回路
这项工作以及其他研究表明，大脑后部和下丘脑的某些区域参与了这种控制
“但是我们也知道，针对下丘脑和后脑的药物并不是很好的肥胖治疗药物，”Betley说
波士顿贝斯以色列女执事医疗中心的罗斯科·布雷迪和马萨诸塞州贝尔蒙特麦克林医院的马克·哈尔科与研究人类小脑的合作者一起，贝特利和陈讨论了小脑在饥饿抑制中发挥作用的可能性
两人联系了波士顿布里格姆妇女医院的劳拉·霍尔森，她有一组罕见的数据，其中包含普拉德·威利患者的功能性核磁共振扫描——一种跟踪大脑血流的方法
霍尔森曾利用这些数据来探讨与这种疾病的神经回路有关的其他问题，但研究人员重新审视了这些数据，寻找这些患者与未受影响的群体相比，大脑对食物的反应有何不同
“小脑弹出来了，”贝特利说，“我们都在看这个，说‘这是真的吗？’" 关于小鼠，单细胞转录组分析证实，aDCN中一小部分谷氨酸能神经元在进食时被激活
只激活这些aDCN神经元会导致动物们极大地限制它们的进食量，不管它们是被剥夺了食物还是被给予了它们之前想要的食物
当研究人员反其道而行之，抑制这些相同的神经元时，老鼠吃的食物比正常的多
虽然减少食物摄入通常会导致人和动物通过以后吃更多的食物来进行补偿，但受aDCN刺激的动物并没有这样做，代谢活动的测量值保持稳定
根据研究小组的调查，激活小脑的一个区域aDCN中的特定神经元群，大大减少了食物摄入
学分:贝特利实验室 这些发现令人瞩目，但没有揭示神经元到底在做什么
他们只是让动物吃得更少，还是根据其他反馈帮助它们预测进食量或控制进食？ 一个提示来自于这样一个事实，当给予具有激活的aDCN神经元的小鼠一种热量密度低于其正常饮食的食物时，它们吃得比正常多，以获得相同数量的热量
“这告诉我们，这种动物正在计算它摄入的卡路里数量，并在它认为自己已经摄入足够的热量时停止摄入，”Betley说
研究小组将注意力集中在一组通过进食被激活的aDCN神经元上，深入研究了神经元在调节饥饿感和饱腹感方面的作用
在饥饿的动物中，这些神经元在获得食物后迅速而强烈地启动；在喂食的动物中，神经元保持安静
拼图中的一块 在最后一组研究中，研究人员试图了解aDCN活动如何与大脑中已知的饥饿和饱腹感回路相适应
Betley的实验室之前研究了下丘脑中的一组神经元，称为AgRP神经元，当动物热量不足时，这些神经元被激活，并负责驱动进食量的增加
当研究小组在激活aDCN神经元的同时激活这些神经元时，小鼠的食物摄入量仍然显著减少，这表明小脑在下丘脑独立的途径中发出信号
进食行为也可以由进食的奖励和快乐来驱动，因此Betley，Low和他的同事接下来观察大脑腹侧纹状体中的多巴胺信号——与神经“奖励”通路相关——是否受到aDCN激活的影响
他们发现，当与摄食减少相关的aDCN神经元被激活时，多巴胺会淹没腹侧纹状体
这令人困惑，因为增加的多巴胺信号通常会驱使动物寻求更多的奖励
为了更好地理解多巴胺信号和aDCN活动之间的关系，研究人员在喂食老鼠之前激活了老鼠的aDSC神经元一个小时
虽然小鼠通常在进食后多巴胺水平会有一个峰值，但aDCN激活的小鼠多巴胺增加会受到严重阻碍
“其他人已经看到，当你用多巴胺激活多巴胺能神经元，或者带走多巴胺时，动物会吃得更少，”Betley说
“可能有一个金发原则，确保你吃得刚刚好
他说:“过多的多巴胺会阻碍随后的多巴胺向奖励的激增，最终改变行为。”
“我们认为这就是动物停止进食的原因，”贝特利说
“继续下去已经没有足够的回报了
" 这些发现可能会指导治疗策略，减少普拉德·威利综合征患者从饮食中获得的“奖励”，帮助控制他们无法控制的饥饿
Betley说:“我们很兴奋能够利用霍尔森、哈尔科和布雷迪的非侵入性大脑刺激将这些结果转化到人类身上。”
这种方法也可以提供一种治疗肥胖的方法
在正在进行的工作中，Betley和他的同事们的目标是继续填充关于饥饿的调节控制的细节，为大脑中饥饿和饱腹感是如何调节的更完整的整体图景做出贡献
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