害怕食物?答案可能在基底前脑
在禁食24小时后，典型的实验室老鼠会花很多时间吃东西。令人惊讶的是，Jay M. Patel在研究小鼠的基础前脑回路时并没有看到这种情况。
“当我加入本杰明·阿伦基尔博士的实验室时，他们刚刚在基底前脑中发现了一组独特的回路，这是一个与下丘脑分离的区域，而下丘脑通常根据你消耗的能量来调节你吃多少，”贝勒医学院神经科学医学科学家培训项目(医学博士/博士)的学生帕特尔说。“我想研究一下这些与大脑喂养中心相连的回路到底在做什么。”
使用尖端技术，包括显微内窥镜成像协议，帕特尔和他的同事们首先研究了什么类型的刺激会激活电路。通过记录的活动神经元帕特尔发现，食物气味高度激活了基底前脑中的一个神经元子集，该神经元子集由vGlut2分子的表达所识别。
“这非常有趣，因为我们知道嗅觉能带动食欲。例如，在闻到甜点的味道后，即使你刚刚吃了一顿大餐，你也可能想要吃它。或者相反，在闻到一盘变质的菜后，即使你非常饿，你也不会吃它。”
尽管研究人员知道，对食物气味的感知本身会影响下丘脑的神经元活动，但尚不清楚气味感知是如何传递到下丘脑的。他们对新的vGlut2+基底前脑回路可能提供答案的可能性感到兴奋。
令人惊讶的结果
帕特尔和他的同事研究了特异性激活基底前脑vGlut2+神经元的效果，并观察到小鼠的进食行为发生了显著改变。
帕特尔说:“令人惊讶的是，在我们开始实验的四到五天之后，老鼠的体重开始迅速下降。”
研究人员确定，动物的快速体重减轻不能用代谢功能障碍来解释，因为他们发现，实验组和对照组之间的脑垂体或甲状腺激素水平，以及葡萄糖、胰岛素或瘦素水平没有差异。由于停止进食，老鼠的体重迅速下降。
帕特尔说:“它们即使饿了也不吃东西，我们发现这一点很不寻常，因为动物为了生存不得不吃东西。”有趣的是，进一步的实验表明，天然的令人厌恶的气味对vGlut2+基础前脑神经元的影响比单独的食物更强，引发了小鼠的食物回避行为。
帕特尔说:“这些动物似乎害怕食物。”“即使他们很饿，他们也会避免去那些地方食物是把。”
“我们已经确定了由基底细胞vGlut2+神经元驱动的脑回路前脑活跃时抑制食欲，不活跃时刺激进食行为，”帕特尔说。“我们还确定，这个由数千个参与感知外部世界的神经元组成的电路，与下丘脑调节的进食行为连接并覆盖。”
贝勒大学麦克奈尔学者、神经科学、分子和人类遗传学副教授Arenkiel说:“我们认为这项工作具有潜在的意义，超越了喂养行为和小鼠生理学。”他也是德克萨斯儿童医院Jan and Dan Duncan神经学研究所的成员。“这个回路与我们的大脑如何感知外部世界高度相关，并将这些信息传递给下丘脑，从而与饮食等生理学方面联系起来，而饮食失调与许多神经精神疾病有关。”
