簡直無法抗拒:科學家追蹤大腦中貪食的路徑

刺激大腦區域會引發強烈的暴飲暴食


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多少巧克力才算太多?狼吞虎嚥地吞下相當於體重 5% 的巧克力聽起來可能很極端,但科學家們擺弄齧齒動物的大腦化學物質後發現,這當然是可能的。

密歇根大學 (U.M.) 的科學家們已經確定了一個大腦區域如何在我們追求甜蜜誘惑中發揮作用。正如他們在 9 月 20 日出版的Current Biology雜誌上描述的那樣,該區域中類似鴉片的化合物激增會引發對美食毫無節制地狼吞虎嚥的衝動。

有問題的區域是紋狀體。在人類中,該區域分為兩部分,分別位於眼睛後方和頭部前部皮層褶皺下方。它正好位於大腦經過充分研究的獎勵迴路之上,其中包括腹側紋狀體和伏隔核。傳統上,紋狀體主要在運動和習慣性運動行為方面進行研究。儘管之前的研究沒有發現該區域與進食動機之間存在明顯的因果關係,但一些人類功能性磁共振成像研究表明,當超重受試者看到食物或成癮者看到他們選擇的藥物時,紋狀體就會活躍起來。

為了進一步研究大腦區域,研究人員研究了實驗室大鼠在休息、飢餓、提供食物、進食和進食後紋狀體化學物質的變化。提供的食物是巧克力,特別是 M&M 豆。U.M. 的作者和生物心理學家亞歷山德拉·迪費利西安東尼奧說:“巧克力提供了甜味和脂肪——刺激我們想要的效果的完美風暴。”

研究人員使用導管在這些階段從紋狀體中採集液體樣本,以辨別神經遞質的活動。他們觀察到,當大鼠開始進食時,一種神經遞質(特別是腦啡肽)出現了明顯的峰值。腦啡肽與神經遞質內啡肽一樣,是一種釋放愉悅訊號的阿片類物質。科學家們觀察到,腦啡肽的上升幅度越大,大鼠爭先恐後地吃 M&M 豆的速度就越快。

最終——在 20 分鐘內狼吞虎嚥地吃掉大約 10 顆 M&M 豆後——正常大鼠變得飽腹並停止進食。隨著這種變化,腦啡肽的激增消退,而其他迴路可能開始發揮作用,告訴大腦停止這種強迫行為。

為了找到紋狀體的阿片受體與暴飲暴食之間的定向聯絡,研究人員將一種人工阿片類物質直接注射到紋狀體中。當他們給大鼠提供 M&M 豆時,再次開始了進食狂潮,但這一次大多數動物狼吞虎嚥地吃掉了超過 17 顆糖果。考慮到它們的體型很小,這相當於一個 68 公斤的人在一小時內吃掉三公斤巧克力。

這種貪婪的事件非常強烈,以至於大鼠沒有表現出停止的跡象,不得不強行將它們從盛宴中移走。此外,注射阿片類物質的大鼠吃巧克力的速度更快,就好像吸毒的受試者一開始就更渴望。向鄰近的大腦區域注射阿片類物質,或注射其他化學物質,產生的反應要弱得多。這讓研究人員相信,紋狀體的阿片受體激活了一個強烈的動機系統,驅使大鼠追求獎勵。

在最後的測試中,研究人員決定評估紋狀體的神經遞質峰值是否實際上增強了大鼠對食物的吸引力——以某種方式放大了濃郁巧克力味道的體驗。為了做到這一點,他們給注射或未注射阿片類物質的大鼠品嚐巧克力或甜味口服輸液。然後,他們透過計算舔嘴唇的次數來衡量大鼠對味道的喜好程度,舔嘴唇是嬰兒和非人類靈長類動物常見的味覺偏好行為測試。他們發現,注射阿片類物質的大鼠似乎對巧克力的甜味並沒有特別感興趣——注射後接觸甜味時,它們並沒有更多地舔嘴唇。研究人員得出的結論是,它們的過度放縱完全是基於強迫,而不是糖果味道的增強。

這一發現表明,用阿片類物質(天然的或非天然的)充斥紋狀體的受體可能會導致極度暴飲暴食。該區域靠近大腦的快樂網路意味著這項工作可能對其他令人愉悅的活動和惡習產生影響。“這些區域協同工作,在大腦中創造出這些慾望的海洋,”迪費利西安東尼奧說。

俄亥俄州立大學的神經科學家加里·溫克說:“這項研究為獎勵系統如何運作的謎題增添了另一塊拼圖。”未參與這項研究的溫克解釋說,進化原因可以幫助我們理解為什麼我們的大腦會推動我們暴飲暴食:“我們的進化方式是,當我們找到食物時,我們會盡可能多地吃。”這不僅確保我們獲得了必要的營養,而且還可以防止競爭對手偷走我們的食物——我們不會給他們留下任何東西。大腦透過啟用阿片系統作為一種欣快的獎勵來幫助我們,抵消腰圍膨脹的不適,並鼓勵我們再吃一口。

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