神经科学揭示为何饮食或锻炼不仅仅是意志力

拉拉康康 2024-08-08 20:13:19

苏黎世联邦理工学院的研究人员发现,大脑化学物质食欲素及其产生的神经元在做出诸如选择锻炼还是享受美食之类的决定时发挥着关键作用。

科学家已经发现食欲素是大脑中一种关键的化学物质,它影响着人们是选择体力活动还是沉迷于享受。

大脑中的化学信使食欲素和食欲素神经元介导运动和吃零食之间的决定,苏黎世联邦理工学院的研究人员在老鼠身上发现了这一点,这一结果很可能适用于人类。

在实验中,食欲素系统受阻的老鼠更频繁地选择喝奶昔,而较少选择运动。

这些结果有助于研究和开发促进人们身体活动的新策略。

解读大脑的选择

我应该去锻炼,还是去咖啡馆喝一杯美味的草莓奶昔?到目前为止,当我们做出这个决定时,我们的大脑究竟发生了什么一直是科学界的一个谜,但苏黎世联邦理工学院的研究人员找到了答案。他们破译了哪种大脑化学物质和哪些神经细胞介导了这一决定:信使物质食欲素和产生它的神经元。

这些神经科学原理很重要,因为许多人锻炼不足。我们大多数人可能已经决定一次甚至多次放弃锻炼,转而选择日常生活中众多的替代诱惑之一。根据世界卫生组织 (WHO) 的数据,80% 的青少年和 27% 的成年人锻炼不足。不仅在成年人中,而且在儿童和青少年中,肥胖率都在以惊人的速度增长。

了解大脑化学

苏黎世联邦理工学院神经科学教授丹尼斯·布尔达科夫 (Denis Burdakov) 表示:“尽管有这些统计数据,但许多人还是设法抵制了不断出现的诱惑,并进行了足够的锻炼。我们想知道大脑中究竟是什么帮助我们做出这些决定。”

在对小鼠进行的实验中,研究人员能够证明食欲素在此过程中起着关键作用。它是大脑中活跃的一百多种信使物质之一。其他化学信使,如血清素和多巴胺,很久以前就被发现,它们的作用大部分已被破译。食欲素的情况则不同:研究人员发现它的时间相对较晚,大约 25 年前,现在他们正在逐步阐明它的功能。布尔达科夫是致力于研究食欲素的科学家之一。

食欲素功能的揭秘

“在神经科学中,多巴胺是我们选择做某些事情而避免做其他事情的普遍原因。”布尔达科夫说。这种大脑信使对于我们的一般动机至关重要。“然而,我们目前对多巴胺的了解并不能轻易解释为什么我们决定锻炼而不是吃饭,”这位科学家继续说道。“我们的大脑在吃饭和锻炼时都会释放多巴胺,这并不能解释为什么我们会选择其中一种而不是另一种。”

为了找出原因,研究人员为老鼠设计了一个复杂的行为实验,老鼠可以在十分钟的试验中自由选择八个不同的选项。这些选项包括一个可以让老鼠跑的轮子和一个可以享用标准草莓味奶昔的“奶昔吧”。布尔达科夫说:“老鼠喜欢奶昔的原因与人类一样:它含有大量的糖和脂肪,味道很好。”

食欲素对小鼠行为的影响

在实验中,科学家比较了不同组的老鼠:一组由正常老鼠组成,另一组老鼠的食欲素系统被阻断,阻断方式是通过药物或通过对细胞进行基因改造。

与食欲素系统被阻断的小鼠相比,食欲素系统完整的小鼠在跑轮上花费的时间是跑轮的两倍,在奶昔吧花费的时间是奶昔吧的一半。然而有趣的是,在科学家只给小鼠提供跑轮或奶昔的实验中,这两组小鼠的行为并无差异。“这意味着食欲素系统的主要作用不是控制小鼠的运动量或进食量,”布尔达科夫说:“相反,当两种选择都存在时,它似乎是在两者之间做出决定的关键。”没有食欲素,决策强烈倾向于奶昔,小鼠放弃了锻炼,转而选择进食。

对人类健康的影响

苏黎世联邦理工学院的研究人员预计,食欲素也可能是人类做出这一决定的原因;众所周知,涉及这一过程的大脑功能在两个物种中实际上是相同的。“现在要做的是在人类身上验证我们的研究结果。”苏黎世联邦理工学院的研究小组负责人 Daria Peleg-Raibstein 说道,她与 Denis Burdakov 共同领导了这项研究。这可能涉及检查由于遗传原因食欲素系统受限的患者——大约每两千人中就有一人是这种情况。这些人患有发作性睡病(一种睡眠障碍),另一种可能性是观察服用阻断食欲素药物的人,此类药物被批准用于治疗失眠症患者。

对抗肥胖的潜在策略

“如果我们了解大脑如何在食物消费和身体活动之间进行协调,我们就可以制定更有效的策略来解决全球肥胖症流行和相关的代谢紊乱问题。”Peleg-Raibstein 说,特别是,可以开发干预措施来帮助健康人和身体活动受限的人克服运动障碍。然而,Burdakov 指出,对于从事人类临床研究的科学家来说,这些问题很重要。他和他的团队致力于基础神经科学研究。接下来,他想找出食欲素神经元在做出运动和吃零食等决定时如何与大脑的其他部分相互作用。

来源:苏黎世联邦理工学院

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