食品吸引力的神经生物学

动物用它们的嗅觉来导航世界——寻找食物，嗅出配偶和嗅出危险。但是，当一只饥饿的动物同时闻到食物和一名异性时，是什么让晚餐更有吸引力呢?到底是什么让食物的气味告诉我们“选择我吧”?

哈佛医学院的调查人员研究阐明了食物吸引力和饥饿的神经生物学老鼠选择要注意他们环境中的一个对象。

在他们的学习中，发表在自然， Stephen Liberles和合著者Nao Horio发现了促进对食物气味的吸引力超过其他嗅觉线索的途径。

在一系列实验中，通过饥饿调节神经元分泌到称为神经肽-Y（NPY）的信号分子中的调查人员进入称为丘脑的大脑的区域，该区域调节一系列生理功能，包括中继感官信息到皮质。

“事实证明，特定的神经元通过丘脑释放一种名为NPY的神经递质‘倾听’饥饿状态，”哈佛医学院布拉瓦特尼克研究所(Blavatnik Institute at HMS)的细胞生物学教授、霍华德·休斯医学研究所(Howard Hughes Medical Institute)的研究员李伯利斯说。

在食物和浪漫之间做出选择

“在老鼠中，食物异味和性信息素都很有吸引力，但它们与不同的生理驱动力有关，”利伯利斯实验室的博士后研究员堀夫说。“这表明，气味激活了由生理需要形成的平行神经回路。”

为了查明老鼠做出基于需求的决定的途径，Horio做了一个实验。首先，她把两只老鼠放在一个笼子里气味港口：一个排出小鼠味道的气味的样味以及来自异性的鼠标的其他渗出信息素。Horio注意到鼠标花在每个端口上徘徊的时间长度，时间较长，表明动物的偏好。

科学家观察到，饱腹的老鼠对食物气味和信息素同样有吸引力，但饥饿的老鼠对食物气味表现出强烈的偏好。被喂食的老鼠先前接触过潜在的配偶，对性信息素表现出明显的偏好，而饥饿的老鼠则没有。为什么饥饿会改变人们的选择?

照亮食物吸引力的化学

下丘脑(大脑深处的一个微小的杏仁状腺体)中的神经元释放出一种被称为痛风相关肽(AGRP)的分子。已知这些神经元会触发对食物的渴求。为了研究产生grp的神经元的影响，研究人员使用了一种被称为光遗传学的技术，这种技术可以让科学家利用光开关神经元的开关。实验表明，即使是在喂食的动物中，AGRP神经元的激活也会促使老鼠像饥肠辘辘一样去研究食物气味。

AGRP神经元有分支，远远宽阔，因此研究人员想知道大脑的刺激地区。进一步的实验证明，在整个大脑中激活多个AGRP神经元末端，但只有位于称为椎间盘丘脑的区域中的终端改变了食物气味偏好。当他们这样做时，没有饥饿的老鼠被食物所吸引。相反，丘脑这一领域的沉默AGRP预测减少了饥饿的小鼠的食物气味吸引力。

“这一观察结果让我们相信，禁食期间对AGRP神经元的持续刺激，通过不断向下游神经元发出信号，增强了对食物气味的吸引力，”Liberles说。

最后的障碍是确定AGRP释放的三种主要神经递质中的任何一种神经元-AGRP、NPY和gaba是饥饿依赖气味吸引所必需的，如果是，是哪一个。

要了解，使李奥斯重复三组小鼠的实验 - 每一个遗传修饰，缺乏这些神经递质。

缺乏AGRP和GABA的饥饿老鼠仍然对食物气味有吸引力。然而，缺乏NPY的饥饿动物对食物气味的吸引力并不比对信息素的吸引力大。NPY基因敲除的老鼠，无论他们是否吃饱，对食物气味的吸引力都低于对信息素的吸引力。此外，缺乏特异性NPY受体NPY5R的小鼠也失去了对食物气味的饥饿依赖吸引力。

此外，在暴露于伴侣之后，缺乏NPY的小鼠比食品更容易被食物吸引，这一发现表明NPY以外的机制涉及发痒对信息素的嗅觉反应，Libels表示。

该研究表明，饥饿状态表明，启动了一个复杂的信号级联，通过渲染食物香气开胃，驱动动物寻求营养和制作食物比其他替代品更具吸引力的选择。实验表明，该级联中的统一信号是NPY及其受体NPY5R。向前发展，未来的研究将调查NPY如何在一些嗅觉电路上行为，而不是其他人以及动物如何学习如何将食物与某种气味相关联。

“似乎不同的神经递质都可以作为其他行为驱动器的聚光灯，用丘陵用作交换机，这对生理需求的基础提供了优先关注感官输入，”Libels表示。

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