为何孩子不好好吃饭?深圳科学家首次揭开进食行为的秘密
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为什么小孩子总是不好好专注吃饭,而是边吃边玩?这个看似简单的行为,背后其实有复杂的神经调控机制。

北京时间3月15日晚11时,中国科学院深圳先进技术研究院脑认知与脑疾病研究所、深港脑科学创新研究院王立平团队在神经科学顶级期刊《神经元》发表的关于大脑精细调控进食行为全过程的最新研究成果。研究团队首次详细描述了动物进食与非进食行为循环出现的“片段化进食”行为特征。该研究有望为厌食症、肥胖症等疾病的研究和干预提供新的思路。

“吃饭”行为不简单

对于人和动物而言,进食都是关乎生存的头等大事。每个物种在复杂多变的自然环境中,既要敏锐地发现食物线索,也要时刻提高警惕关注环境的变化。所以进食行为是物种经过亿万年进化,固化到了大脑之中的。

由于研究手段的限制,过去,研究者们大多只用“吃了多少”(即进食量)这一指标作为研究进食行为的“秤”。如今,人类已发现大脑中数十个脑区的多种神经元都可以控制动物“吃得更多或更少”,但大脑各个脑区多类神经元之间是如何协同工作,确保进食行为全过程顺利进行,至今未可知。

王立平团队在实验中发现,小鼠的进食行为并不是简单地“吃饭吃到饱”。一整天没吃东西的小鼠,即使很饿,也无法持续专注地“好好吃饭”。与人类幼儿相似,它们在进食过程中也表现出了“边吃边玩”的特点。因此,对进食行为的科学描述,应该更加倾向于是一个“循环的行为序列”,而不仅仅是“进食量”这个单一变量。

“人类在固定的时间吃饭进食,是社会化训练的结果。家长常常希望孩子,专注地‘好好吃饭’,但幼儿在学习独立进食过程中,大多表现为‘边吃边玩’。事实上,出于社交或其他动机,成人在进食过程中也同样会不断关注周围环境,而不会一直专注在食物本身。”论文第一作者刘清晴解释道。

下丘脑弓状核中的刺鼠相关蛋白神经元(ARCAgRP神经元)、外侧下丘脑的γ-氨基丁酸神经元(LHGABA神经元)和背侧中缝核中的γ-氨基丁酸神经元(DRGABA神经元)是三类已知的可以促进进食的神经元。

研究团队发现,在片段化的进食行为中,三群神经元依次发挥功能,一方面保证了动物摄取食物的效率,另一方面使动物保持了对环境的警觉。

为摄食障碍疾病研究带来新思路

摄食障碍疾病是一类精神疾病,最直接的表现是进食行为的异常。一方面包括暴食症等,会导致肥胖并引发其他代谢疾病,另一方面包括神经性厌食症,会导致严重的营养不良甚至死亡。

世界卫生组织(WHO)的统计数据显示,2022年中国成年人的肥胖比例达到了16%,欧美一些发达国家的肥胖比例更是超过了30%,为社会经济带来了很大的挑战。神经性厌食症多发于青少年女性,发病率在0.3至1%。此外,焦虑、抑郁等情绪障碍性疾病也常伴有进食行为的异常。

对进食行为及其神经调控机制的详细解析,对研究摄食障碍疾病的发病机理、发展有效的治疗方法非常重要。

论文通讯作者王立平表示,外界环境和动物的内在状态都会动态地调控大脑的反应模式,进而影响动物各种自发行为的细节过程。这项研究阐述了一系列连续的自发行为及对应的神经调控序列。对连续行为神经调控序列的精细解码,将有助于建立新的类脑计算模型,应用于实验动物和人类的行为监测,为人工智能辅助的行为预判提供新的理论指导。

深圳先进院王立平研究员为论文通讯作者,助理研究员刘清晴、高级工程师杨星、深圳先进院与香港城市大学联合培养博士生罗墨轩为论文共同第一作者。深圳先进院为第一单位。

文/广州日报·新花城记者:王纳
广州日报·新花城编辑:刘影