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肠道在我们的空间记忆中有发言权吗?肠脑轴或许是人体的“指南针”

发布时间:2019/10/12    浏览:1435次    编辑:广东新日生物科技有限公司

越来越多的研究证明我们的肠道对于我们的整体健康和幸福状况比我们之前认识的要重要得多。肠道是否也在记忆和定位中发挥作用呢,如果是的,为什么呢?

 

法国著名小说家马塞尔·普鲁斯特的著名长篇小说《追忆似水年华》中有这样一个场景,故事中的人物把玛德莱蛋糕浸泡在茶水中吃,他开始记起在乡下度过的童年时光。他是这样描述的:带着点心渣的那一勺温暖的茶水一碰到我的上颚,顿时使我浑身一震,我注意到我身上发生了非同小可的变化。突然,回忆出现了。那点心的滋味就是我在贡布雷时某一个星期天早晨吃到过的“小玛德莱娜”的滋味,我的莱奥妮姨妈过去经常送给我吃。

 

我们曾经尝过的食物或饮料的味道会唤起我们对过去所待过的地方和过去所经历的事情的记忆,相信这是我们所有人都很熟悉的。如果去问任何一个人,他们是否记得他们吃过的最好吃的食物,他们可能都可以非常详细的描述吃的是什么,在哪里吃的,甚至都可以具体到哪一条街,哪一个十字路口,周边的环境怎样等等。

 

但是,食物在我们的记忆中的作用远不止这些。事实上,我们的肠道向我们的大脑发出的信号似乎在帮助我们如何在我们所居住的世界中快速定位或导航方面一直很好地为我们服务,而且它们已经这样做了数千年。

 

这是美国南加利福尼亚大学的研究人员最近在《Nature Communications》杂志上发表的一项研究中发现的,该项新研究为“食物在记忆中的重要性”提供了一种可能的解释。

 

肠道如何帮助大脑定位

 

研究人员认为,我们的肠道传递给我们的大脑的信号在帮助我们记住地标、在世界上快速定位与导航方面起着至关重要的作用。

 

肠道与大脑之间的沟通是通过迷走神经来实现的;迷走神经是自主神经系统中最大的神经,而自主神经系统是帮助自主调节人体基本的身体机能的神经系统。迷走神经也是人体最长的神经,也被科学家们称之为连接“两个大脑”的高速公路,一头是位于我们头部的颅脑,而另一头是位于我们胃肠道中的肠脑。迷走神经是告诉我们肚子已经饱了并放下筷子的关键,因为它帮助我们将胃部的生化信号传递到大脑中最原始的部分——脑干。

 

迷走神经还将肠道和大脑连接到一起,或者更具体地说是脑干。研究人员认为,通过迷走神经,然后是脑干,肠道会将信号发送到大脑中称为海马体的部分,这也是记忆形成和记忆唤起的地方。肠道会“提示”大脑特别注意我们在哪些地方吃过哪些特定的食物。

 

破坏肠脑连接相当于扰乱了人体的“指南针”

 

研究人员通过使用大鼠模型进行了一系列的实验来测试其中的一些想法。

 

他们通过迷走神经切断肠道与大脑之间的交流后,动物无法记住它们所移动的空间的关键信息,因此它们无法定位自己。

 

当切断肠道与大脑之间的交流时,海马依赖性的记忆出现障碍,而这些记忆障碍通常伴随着海马体中有害的神经生物学结果。

 

具体来说,当肠道与大脑之间的交流被破坏时,大鼠大脑中脑细胞发育的标志物以及新神经连结的发育都受到了影响。然而,这种破坏并没有影响动物的焦虑水平或体重。

 

这是一种古老的机制

 

但是,这一作用机制的意义是什么呢?它的重要性也许可以追溯到它在人类远古历史中所扮演的角色,因为当时的人们不得不每天去寻找食物。

 

在那个时候,肠道与大脑之间的互作就像现在的电子地图导航App一样特别重要。那时候的人们可以记住他们找到食物并收集食物的地点,以便于多次返回。

 

当动物们找到食物并享用时,迷走神经会被激活,而这个身体内部的“全球定位系统”(GPS)就会开始工作。对于动物来说,记住它们的外部环境是非常有益的,这样它们就可以再次获得食物;人类亦是如此。

 

简而言之,这种“肠道-大脑信号”使我们能够了解哪里可以找到现成的食物来源,从而省去了我们重新开始寻找食物的麻烦,这将耗费我们大量的精力和时间。

 

总之,迷走神经是胃肠道与大脑之间神经交流的主要途径。迷走神经调节的胃肠道信号可以激活大脑的记忆中枢——海马体。来自胃肠道的内源性迷走神经传入信号通过促进记忆相关神经营养信号通路和神经信号传导途径的表达来调节海马依赖性的情景记忆和空间工作记忆。肠脑轴或许在人体中发挥着“指南针”或“GPS导航系统”的作用。

 

这一发现也具有直接的临床意义,因为一些常见的减肥手术,比如部分切除迷走神经信号和慢性迷走神经阻滞(chronic vagus nerve blockade)最近被美国食品和药品管理局批准用于肥胖治疗。未来深入调查胃肠道和海马体以及大脑其它区域之间传递能量相关信号的神经内分泌和神经通路,将为进一步了解肠脑轴在认知控制中的复杂作用提供新的见解。

 

参考文献:Suarez, A. N., et al. (2018). "Gut vagal sensory signaling regulates hippocampus function through multi-order pathways." Nature Communications 9.

 

 


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