研究人员证明了大脑如何评估和预测身体的生理状态

这是动物和人类如何知道自己饿了或渴了，以及他们如何知道何时有足够的饮食。但是，究竟大脑如何估计身体的状态以及对身体的反应仍不清楚。在《神经元》杂志上发表的一篇论文中，贝斯以色列女执事医疗中心(BIDMC)的神经科学家为这一过程提供了新的线索，证明了大脑的一个岛状皮层区域协调了人体信号的解释和作用方式。这项工作代表了了解互感神经基础的第一步，这可能反过来使研究人员能够解决饮食失调，肥胖，吸毒和其他多种疾病中的关键问题。

BIDMC的内分泌，糖尿病和新陈代谢研究部首席研究员，哈佛医学院的医学副教授Mark Andermann博士使用BIDMC实验室开发的小鼠模型，并在同事中记录了数百个单个脑细胞的活动。来确定饥饿的动物进食时到底发生了什么。

研究小组观察到，当小鼠长时间没有进食时，岛状皮层神经元的活动模式反映了当前的饥饿水平。随着小鼠的进食，这种模式在数小时内逐渐转变为反映饱腹感的新模式。当显示老鼠视觉提示来预测即将供应的食物时(类似于看到食品广告或餐厅徽标的人)，岛状皮层似乎可以模拟未来的饱和状态几秒钟，然后恢复到与饥饿。这些发现为人类的研究提供了直接的支持，这些研究假设了大脑皮层参与了想象或预测我们进食或饮水后的感觉。

第一作者安德曼实验室的博士后研究员约夫·利夫涅(Yoav Livneh)表示：“岛上皮层似乎在短暂地估算或模拟进餐的生理后果。”“饥饿时，这将是饱腹感的模拟。但是当考虑是否在没有饥饿的情况下进餐时(例如，大餐后吃甜点时，这将模拟暴饮暴食的后果。我们在本文中进行了假设)当岛上皮层活动从反映当前身体状态的模式转变为反映未来饱腹状态的模式时，这种变化的大小实际上预示着吃食物会有多有益。”

在第二个实验中，口渴的老鼠被喂了水，结果几乎相同，但有一个重要的区别。与饥饿和口渴有关的活动方式大不相同，因此岛状皮层可以同时监测多种身体状态。

安德曼说：“另一个令人惊讶的发现是，反映身体状态的岛状皮层活动与下丘脑无关，下丘脑通常被认为是大脑中生理需要状态的主要调节者。”“相比之下，我们发现，即使我们以强迫小鼠进食的方式人工激活下丘脑，岛上皮层的活动也不会被愚弄，仍然反映出人体当前的饱腹感。”

接下来，安德曼及其同事计划直接操纵岛屿皮层的特定活动模式，以改变大脑在食物或水的存在下做出的预测，从而使进食或多或少变得有意义。

安德曼说：“如果成功，这种方法可能会提供一种干预措施，可以减少寻求不健康的报酬(例如不健康的食物或滥用药物)而不会影响寻求其他更健康的报酬。”“这种干预措施可能在医学和精神病学方面都具有很大的价值。”

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