口渴受到来自肠道的信号控制

最咸的解决方案老鼠会自愿饮用大约一半咸味的海水。

该解决方案简要地说明控制口渴的脑细胞，然后 - 在一分钟之内 - 它们再次开火，告诉老鼠他们仍然口渴。然而，一口淡水使同样的细胞保持沉默。

“这是我们无法解释的事情，”加州大学旧金山分校(UCSF)神经科学家霍华德·休斯医学研究员扎卡里·奈特说。如果口渴被熄灭，大脑如何快速知道?他说，必须有一个信号在这种口渴的神经元中发出一种信号，这些信号告诉他们液体是否太咸，或者恰到好处。

经过三年的调查，他和他的同事发现缺失的信号来自肠道。他们的工作于2019年3月27日在“自然”杂志上发表，揭示了胃肠道如何测量肠道中的盐浓度并将这些信息直接传递给大脑。通过跟踪活体老鼠的神经活动，他的团队实时观察这两个器官是否有关于干渴的信息。

“我们已经发现了一种与大脑交流的新方式，”加州大学旧金山分校的研究生克里斯托弗齐默曼说。

口渴的迹象

一个多世纪以来，科学家一直试图了解我们的身体如何调节口渴。对动物的早期研究表明，来自身体的信号(例如，干燥的喉咙，或血液的盐和水含量)可能在大脑中发出口渴的警报。近几十年来，研究人员还指出了胃肠道。“但是，如果它正在做任何事情的话，肠道对于解决口渴的问题确实是一个谜。”奈特说。

更重要的是，他说，没有人知道大脑的干渴信号来自注册的身体，或者他们是如何到达那里的。在2016年，骑士，齐默尔曼，和他们的同事决定采取直接看。使用一根穿入大脑的光纤，当口渴的老鼠喝了一口水，液体撞到了嘴巴和喉咙时，团队注意到一组神经元迅速关闭。Knight说，这项工作表明喉咙的口渴信号确实存在。

但是一个关键的实验暗示这个故事还有更多内容：盐水使那些相同的神经元关闭 - 但只是暂时的。“这就像有另一个信号告诉口渴的神经元，'这不会给你补水，'”奈特说。他，齐默尔曼和他的同事们转向了直觉。

该团队在他们的新论文中描述的一系列实验中发现，它具有内置的盐传感器，可向大脑报告。当研究人员将纯净水直接注入肠道时，口渴的神经元就会关闭。输注盐水可保持神经元活跃。研究小组观察到肠道内液体的咸味与大脑中信号的强度之间存在直接联系。“这一发现让人惊叹的是肠道可以精确地测量盐浓度，”奈特说。

仔细看看

通过将微型显微镜安装在老鼠的头上，奈特的团队精确地确定了大脑在哪里对身体的干渴信号进行了评估。

研究小组发现，在大脑底部，在下丘脑内部，中位视前核中的单个神经元从肠道，喉咙和血液中输入，并计算动物是否口渴。齐默曼说：“以前没有人在单个细胞中发现过这种情况。”

Knight说，身体的口渴感应系统相对简单。制定细节最终可以帮助科学家找出更复杂的系统，如喂养和调节体温。

他认为他的团队在活体动物中配对神经记录的方法与操纵身体的技术是观察大脑实际发生情况的关键方法。“这是我们未来几年在实验室中将要做的科学原型，”奈特说。

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