食色性也,二選一,選哪個(gè)?答案可能并不復(fù)雜:適度饑餓的小鼠會(huì)選擇交配。
德國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn),饑餓小鼠在大腦受到瘦素(一種抑制食欲的激素)刺激時(shí),會(huì)優(yōu)先考慮與異性交往,而不是吃喝。相關(guān)研究2月24日發(fā)表于《細(xì)胞代謝》。
(資料圖)
“我們一次只能進(jìn)行一種行為,所以大腦必須以某種方式計(jì)算出什么是最有回報(bào)的行為,或者什么是我們最迫切的需求?!闭撐耐ㄓ嵶髡?、科隆大學(xué)診所神經(jīng)科學(xué)家Tatiana Korotkova說。
為了闡明飲食、社交和交配等先天行為的等級(jí),Korotkova團(tuán)隊(duì)觀察并刺激了小鼠下丘腦外側(cè)的神經(jīng)元,下丘腦外側(cè)是大腦主要的“喂養(yǎng)中心”之一。研究聚焦了承載瘦素受體的神經(jīng)元和產(chǎn)生神經(jīng)緊張素的神經(jīng)元,神經(jīng)緊張素是與饑餓和口渴有關(guān)的兩種激素。令他們驚訝的是,這些神經(jīng)元也參與了指導(dǎo)社會(huì)行為,并幫助小鼠平衡營(yíng)養(yǎng)和社會(huì)需求。
“下丘腦外側(cè)能將進(jìn)食和飲酒與社會(huì)行為聯(lián)系起來?!闭撐牡谝蛔髡摺⒖坡〈髮W(xué)神經(jīng)科學(xué)家Anne Petzold說,“激活瘦素受體神經(jīng)元使小鼠在極度饑餓或口渴的情況下仍優(yōu)先考慮社交活動(dòng)。這在生物學(xué)上是有道理的,因?yàn)榻慌浒閭H不是一直都有的,所以必須能夠忽視饑餓或口渴,才能進(jìn)行交配?!?/p>
研究人員使用微型顯微鏡觀察了小鼠在封閉環(huán)境中探索和從事各種行為時(shí)單個(gè)大腦神經(jīng)元的活動(dòng)。Korotkova表示:“我們可以看到神經(jīng)元活動(dòng)在特定行為中是如何變化的,并以很高的時(shí)間精度跟蹤和改變單個(gè)細(xì)胞的活動(dòng)?!?/p>
為了解小鼠的行為優(yōu)先級(jí)是如何隨著饑餓程度變化的,研究組將無限獲取食物的小鼠的行為與“急性饑餓”小鼠(餓了一夜)和“慢性饑餓”小鼠(食物被限制了5天)進(jìn)行了比較。研究人員指出,這種“慢性饑餓”也發(fā)生在野外,在那里并不總是有食物。
他們發(fā)現(xiàn),當(dāng)小鼠進(jìn)食時(shí),瘦素受體神經(jīng)元被抑制,而當(dāng)它們與潛在的異性老鼠互動(dòng)時(shí),瘦素受體神經(jīng)元被激活,但與同性老鼠互動(dòng)時(shí)卻沒有這種現(xiàn)象。
接下來,研究人員使用光和化學(xué)信號(hào)選擇性地刺激神經(jīng)元,以便觀察這種激活是否改變以及如何改變小鼠的行為。
結(jié)果顯示,瘦素刺激對(duì)飽腹小鼠的行為幾乎沒有影響,與吃相比,它們?cè)揪蛯?duì)社交更感興趣,但當(dāng)研究人員激活嚴(yán)重饑餓小鼠的瘦素受體神經(jīng)元時(shí),它們的優(yōu)先級(jí)發(fā)生了變化:接近食物的速度變慢,吃得更少,而花更多時(shí)間與潛在伴侶社交。
然而,瘦素刺激并不能克服長(zhǎng)期食物受限小鼠的強(qiáng)烈饑餓感,瘦素激活并沒有降低其食欲,也沒有改變其行為優(yōu)先級(jí)。
“所以,該系統(tǒng)只能調(diào)節(jié)適度饑餓,而不能調(diào)節(jié)強(qiáng)烈饑餓。”Korotkova說,“這個(gè)回路可能解釋了為什么節(jié)食不起作用:短時(shí)間減少食物攝入量不是問題,但如果你試圖長(zhǎng)時(shí)間減少食物攝入量就行不通了。”
相比之下,當(dāng)研究人員激活神經(jīng)緊張素神經(jīng)元時(shí),他們觀察到以社交為代價(jià)的飲水行為的增加,無論是與潛在的伴侶還是與同性的小鼠都是如此。
“我們通常認(rèn)為神經(jīng)元具有特定功能,但我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)細(xì)胞實(shí)際上可以編碼多種不同的刺激?!盞orotkova說,“這在生物學(xué)上很有意義,因?yàn)樾袨樾枰獏f(xié)調(diào),與許多不同類型的細(xì)胞以某種方式相互通信相比,與同一細(xì)胞協(xié)調(diào)行為要有效得多?!?/p>
Korotkova說:“接下來,我們計(jì)劃了解這些細(xì)胞的活動(dòng)在肥胖或飲食失調(diào)的發(fā)展過程中是如何變化的?!?strong>(馮麗妃)