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編者注：以下是摘自大衛·林登所著《快樂羅盤：我們的大腦如何讓高脂肪食物、性高潮、運動、大麻、慷慨、伏特加、學習和賭博感覺如此美好》一書中的章節節選。版權 (c) 2001 年歸大衛·林登所有。
在對受試者的食物攝入量和能量消耗進行數週至數月的仔細監測（這往往可以平均日常波動）的研究中，觀察到消耗的卡路里和燃燒的卡路里之間存在顯著的平衡。當各種哺乳動物，從老鼠到猴子，被過度餵養或飢餓幾周後，當重新自由獲取食物時，它們的體重很快恢復到正常水平。至關重要的是，我們的哺乳動物身體似乎能夠根據我們消耗的食物中可用的能量量來調節進食，而不僅僅是根據食物的體積。舉一個例子：當給幾組大鼠餵食不同濃度的營養液時，它們會調整消耗的體積，以實現恆定的卡路里流入。這很像你家裡的恆溫器：當它的溫度計記錄到溫度下降時，它會向加熱器傳送訊號，加熱房屋，直到達到所需的設定點。
這些觀察結果表明，大腦必須接收來自身體的訊號，表明其體重，並且大腦利用這些訊號來調節食慾和能量消耗，以便將個體的體重維持在相當窄的範圍內。這些訊號在位於大腦底部的結構下丘腦中接收。下丘腦參與控制許多基本的、潛意識的驅動和反射，包括性、進食、攻擊、飲水和體溫調節。當大鼠下丘腦的特定亞區域，即腹內側區受到損傷時，它們會變得肥胖。它們的行為就像飢餓一樣，並透過增加食物攝入量和減少能量消耗來補償。相反，當下丘腦的不同部分，即外側區被破壞時，大鼠的行為就像它們被過度餵養一樣。它們減少了食物攝入量並增加了能量消耗，從而變得危險地瘦弱。這不僅僅是老鼠的把戲：這些實驗已在各種哺乳動物中重複進行，並且下丘腦腹內側區受損（通常是由於鄰近的垂體瘤）的人類也會增加食物攝入量並變得肥胖。
這個模型提出了一個顯而易見的問題：你的下丘腦如何知道你的體重？讓我們退後一步，扮演上帝的角色片刻。如果你想構建這個系統，你會怎麼做？透過測量血糖？脂肪沉積？核心體溫？腳底的壓力？
這一切仍然是一個謎，直到 1994 年，傑弗裡·弗裡德曼和他在洛克菲勒大學的同事報告了他們對兩種突變小鼠品系的觀察結果，一種稱為肥胖型，另一種稱為 db 型。（這些突變不是科學家使用基因技巧創造的，而是在繁殖群體中自發產生的。）這兩種品系的小鼠都非常肥胖，這種特性像眼睛顏色一樣，以簡單的顯性遺傳模式遺傳給它們的後代。這表明肥胖型和 db 型小鼠品系的肥胖都是由於每種情況下的單個基因突變造成的。弗裡德曼的研究小組能夠追蹤到肥胖型小鼠的突變，並發現它阻止了一種特定蛋白質激素的產生，他們將其命名為瘦素。瘦素蛋白僅由脂肪細胞分泌。當對 db 型小鼠進行類似的分析時，發現被破壞的 db 基因負責編碼一種充當瘦素受體的蛋白質：當它在細胞表面結合迴圈瘦素時，它會在細胞內部引發一系列生化反應。最令人興奮的是，瘦素受體在下丘腦的神經元上強烈表達，而下丘腦的這些區域在被破壞時會導致肥胖或消瘦。
因此，藉助弗裡德曼的關鍵發現，我們現在對下丘腦如何感知體重並利用該資訊將其維持在狹窄範圍內有了一個合理的假設。當體重增加時，身體脂肪量增加，並且由於脂肪細胞分泌的瘦素量與其質量成正比，因此瘦素水平也會隨之升高。瘦素在血液中迴圈並進入大腦，在那裡它被下丘腦神經元上表達的瘦素受體感知。瘦素對這些神經元的啟用抑制食慾並增加能量消耗。當體重減輕時，系統以相反的方向工作：脂肪減少意味著迴圈瘦素水平降低、食慾增加和能量消耗減少。
到目前為止，支援這一假設的證據相當有希望。血液中的瘦素水平確實隨著體重增加而升高，隨著體重減輕而降低。向肥胖突變小鼠注射瘦素會導致它們減少食物攝入量並減輕體重（即使將微量劑量直接輸送到下丘腦，這些注射也有效）。向 db 型突變小鼠注射瘦素沒有效果，因為下丘腦中沒有瘦素受體來啟用外源性瘦素。
在那些病態肥胖的人中，只有不到 1% 的人攜帶破壞瘦素基因功能的 DNA 突變——這種低發生率並不令人驚訝，因為缺乏瘦素的人類和小鼠都具有生育能力，因此這些突變不容易遺傳給後代。
經企鵝出版集團（美國）公司旗下 Viking 成員許可轉載自大衛·林登著《快樂羅盤》。版權 © 2011 年歸大衛·J·林登所有。