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當奧運選手在溫哥華爭奪金牌時，即使是最堅強的人也可能會體驗到腹部熟悉的“蝴蝶”感覺。這種感覺背後是我們腸道內襯的經常被忽視的神經元網路，該網路非常廣泛，以至於一些科學家將其暱稱為我們的“第二大腦”。
對這種充滿重要神經遞質的神經組織團塊的更深入瞭解表明，它所做的遠不止是處理消化或偶爾引發神經性疼痛。我們內臟中的小大腦與我們頭骨中的大腦袋相連，部分決定了我們的精神狀態，並在全身某些疾病中發揮關鍵作用。
儘管其影響深遠，但第二大腦並不是任何有意識的思想或決策的所在地。
“第二大腦無助於偉大的思考過程……宗教、哲學和詩歌都留給了頭部的大腦，”Michael Gershon說，他是紐約長老會醫院/哥倫比亞大學醫學中心解剖學和細胞生物學系主任，是神經胃腸病學新興領域的專家，也是 1998 年出版的《第二大腦》（哈珀柯林斯出版社）一書的作者。
從技術上講，第二大腦被稱為腸神經系統，它由嵌入我們腸道長管壁中的神經元鞘組成，或從食道到肛門的全長約九米的消化道。Gershon 說，第二大腦包含大約 1 億個神經元，比脊髓或周圍神經系統中的神經元都多。
腸神經系統中大量的神經元使我們能夠“感受”我們腸道的內在世界及其內容物。這種神經力量的大部分用於日常消化過程。分解食物、吸收營養物質和排出廢物需要化學處理、機械混合和有節奏的肌肉收縮，以使所有東西都向下移動。
Gershon 說，因此，第二大腦配備了自己的反射和感覺，可以獨立於大腦控制腸道行為。我們很可能進化出這種複雜的神經網路，以便“現場”進行消化和排洩，而不是透過脊髓這個中間人從我們的大腦遠端進行。“頭部的大腦不需要弄髒手來處理消化這種髒活，這已委託給腸道的大腦，”Gershon 說。然而，他和其它研究人員解釋說，僅透過這個過程可能無法解釋第二大腦的複雜性。
加利福尼亞大學洛杉磯分校 (U.C.L.A.) 大衛·格芬醫學院的生理學、精神病學和生物行為科學教授 Emeran Mayer 說：“該系統過於複雜，不可能僅僅為了確保東西從你的結腸中排出而進化而來。”例如，科學家震驚地發現，主要內臟神經（迷走神經）中約 90% 的纖維攜帶從腸道到大腦的資訊，而不是反過來。“其中一些資訊絕對令人不快，”Gershon 說。
第二大腦也以其它更隱晦的方式影響著我們的精神狀態。“我們情緒的很大一部分可能受到我們腸道神經的影響，”Mayer 說。胃裡的蝴蝶——作為我們生理壓力反應的一部分在腸道中發出訊號，Gershon 說——只是一個例子。雖然胃腸道 (GI) 混亂會使人的情緒變差，但日常的情緒健康可能依賴於來自下方大腦到上方大腦的資訊。例如，迷走神經的電刺激——一種有效的抑鬱症治療方法——可能模仿這些訊號，Gershon 說。
鑑於兩個大腦的共同點，其它針對精神的抑鬱症治療可能會無意中影響腸道。腸神經系統使用 30 多種神經遞質，就像大腦一樣，事實上，體內 95% 的血清素都存在於腸道中。由於稱為選擇性血清素再攝取抑制劑 (SSRI) 的抗抑鬱藥物會增加血清素水平，因此，旨在引起大腦化學變化的藥物通常會引起胃腸道問題，這也就不足為奇了。腸易激綜合徵——困擾著超過 200 萬美國人——部分也是由我們內臟中過多的血清素引起的，也許可以被視為第二大腦的“精神疾病”。
科學家們正在瞭解到，腸神經系統產生的血清素可能在更令人驚訝的疾病中發揮作用：在 2 月 7 日線上發表的新的《自然醫學》研究中，一種抑制腸道釋放血清素的藥物抵消了絕經後齧齒動物骨骼惡化的骨質疏鬆症。（《大眾科學》是自然出版集團的一部分。）“腸道會調節骨量，以至於可以利用這種調節來治癒——至少在齧齒動物中——骨質疏鬆症，這完全出乎意料，”該研究的主要作者、哥倫比亞大學醫學中心遺傳與發育系主任 Gerard Karsenty 說。
從第二大腦滲出的血清素甚至可能在自閉症中發揮一定的作用，自閉症是一種通常在幼兒時期首次注意到的發育障礙。Gershon 發現，參與大腦神經元之間突觸形成的相同基因也參與消化道突觸的形成。“如果這些基因在自閉症中受到影響，”他說，“這可以解釋為什麼許多自閉症兒童除了血液中腸道產生的血清素水平升高外，還有胃腸道運動異常。”
未來，神經胃腸病學的新興領域可能會為第二大腦的運作方式及其對身體和精神的影響提供一些新的見解。“我們從未系統地研究過 [腸神經系統]，將其中的病變與疾病聯絡起來，就像他們對”中樞神經系統所做的那樣，Gershon 說。也許有一天，疾病與腸道神經系統的病變之間將會存在眾所周知的聯絡，就像今天大腦和脊髓中的一些病變表明多發性硬化症一樣。
前沿研究目前正在調查第二大腦如何調節身體的免疫反應；畢竟，我們至少 70% 的免疫系統都以腸道為目標，以驅逐和殺死外來入侵者。
U.C.L.A. 的 Mayer 正在研究腸道中的數萬億細菌如何與腸神經系統細胞“交流”（它們大大超過了它們的數量）。他對腸道神經系統的工作使他認為，在未來幾年，精神病學除了治療肩上的大腦外，還需要擴充套件到治療第二大腦。
因此，對於那些身體技能嫻熟、精神足夠強大能夠參加奧運會的人——以及那些在家觀看的人——我們所有人都可能需要在未來更加關注我們所謂的“直覺”。