現在下午六點了,該乾飯了!

先看一組圖片:

現在下午六點了,該乾飯了!

(圖片來源:Pixabay)

有沒有感覺餓了呢?是不是很想吃東西?民以食為天,人要生存下去首先就得解決溫飽問題。所以吃飯就是頭等大事。

人類社會的物質豐富,我們能輕易獲取足夠的食物來滿足身體需求。但對於在野外生存的動物來說,尋找食物填飽肚子並不是一件容易的事,食物短缺會威脅它們的生命。所以在飢餓感的驅使下,動物往往會為了生存而改變行為策略。例如,通常情況下獵豹會捕食老弱病殘的獵物。但在沒有合適的獵物並且極度飢餓時,它們會冒險去攻擊年輕力壯的獵物,為此付出慘痛的代價。

為了探索飢餓到底會對動物的行為產生多大的影響以及背後的機理,科學家們使用小鼠作為模式動物設計了許多有趣的實驗,也方便大家在上班上學的時候吃東西找到合適的理由(請各位老闆和老師不要打我)。

餓着肚子,小鼠更願意待在C位

小鼠是一類非常膽小的動物,當把實驗小鼠放置在一個40 cm×40 cm的正方形箱子內進行「空曠場測試」時,在絕大部分時間內,小鼠待在它覺得安全的四個角落,或是貼壁行走,而極少會來到曠場中心進行活動。

研究中設置了兩組動物,一組是吃飽飯的,一組是餓肚子的。吃飽的小鼠在空曠場中的行為表現和上述一致,喜歡待在邊緣(圖1)。而餓肚子的動物卻會更多地去探索曠場中心區域。(熱圖的顏色表示動物在區域內的時間長短)如果在曠場中心放置了食物,餓肚子的小鼠就更願意去中心區域,熱圖顯示它們在中心待的時間明顯增加(圖1)。

現在下午六點了,該乾飯了!

圖1 空曠場測試(圖片來源:改編自文獻1)

想吃飽飯的心愿,讓一切不再可怕

另外一個實驗中,小鼠被安放在一個兩箱的長方形盒子中。左邊的箱子什麼都沒放,右邊的箱子角落放置狐狸尿液中含有的一種化學物質TMT(2,5-dihydro-2,4,5-trimethylthiazoline)。

由於狐狸是小鼠的天敵,因此小鼠會本能地害怕接觸TMT。實驗發現,餓肚子的小鼠和吃飽飯的小鼠表現一致,非常害怕去到含有TMT的右邊箱子,在把TMT去除了之後,小鼠依舊不敢輕易探索右邊的箱子(圖2)。說明即使在飢餓狀態下,小鼠也不願意去探索右邊的箱子。不過,當研究人員把食物放在右邊箱子的角落後,餓肚子的小鼠去右邊角落的時間明顯增加(圖2)。說明小鼠非常聰明,「不見兔子不撒鷹」。食物,永遠是驅動小鼠探索世界的最佳動機。沒有食物作為回報的前提下它們不會輕易冒險。

現在下午六點了,該乾飯了!

圖2 兩箱測試(圖片來源:改編自文獻1)

餓肚子可以緩解慢性疼痛

從以上實驗可以看出,為了吃飯,小鼠願意鋌而走險,乾飯魂的力量不可低估。除了可以讓小鼠對抗來自外界威脅的不安之外,研究發現,飢餓還可以抑制慢性疼痛的感覺。

在實驗中,研究人員分別向飽腹的和飢餓的兩組小鼠腳掌注射能引起慢性炎症疼痛的福爾馬林藥劑。藥物起效后,小鼠會舔舐自己的腳掌用來緩解疼痛。對比兩組小鼠的行為後,研究人員發現,飢餓組小鼠舔舐腳掌的時間明顯低於飽腹組小鼠,這意味着,飢餓組小鼠對慢性疼痛不那麼敏感了

這是為什麼呢?之前的研究發現,在下丘腦的弓狀核中存在一群AGRP神經元,在飢餓狀態下,它們會被激活,從而促進機體去吃飯。當研究人員操縱飽腹組小鼠的大腦,激活AGRP神經元之後,它們舔舐腳掌的時間也明顯降低

為了進一步了解激活AGRP神經元進而緩解慢性疼痛的神經機理,研究人員分別激活了AGRP神經元到各個下游腦區的神經通路,結果發現,只有激活AGRP神經元到臂旁核的神經通路才能產生這樣的效果。此外,研究人員發現了其中的分子機制――AGRP神經元激活時釋放的「神經肽Y」 結合到了臂旁核神經元表達的神經肽Y受體上,進而產生了對慢性疼痛的抑制作用。因此,臂旁核的神經肽Y受體也將有希望成為治療慢性疼痛的一個藥物靶點。

不過,飢餓並不能緩解高溫對小鼠腳掌帶來的急性疼痛。相反,急性疼痛顯著降低了AGRP神經元的活動水平,同時也降低了小鼠的食慾

現在下午六點了,該乾飯了!

圖3 小鼠對痛的反應(圖片來源:改編自文獻3)

由此看來,飢餓的感覺是一種很強的行為驅動力,在促使我們本能地去進行覓食的同時,還會競爭性地壓制我們對外界的恐懼和內在的慢性疼痛。在肚子餓的時候,我們常常顧不上許多,一心只想找吃的,這種行為背後的道理可能也是來源於此。但與此同時,通過急性疼痛的實驗,我們也清楚地知道大腦處理信息產生行為也是分層級的。急性疼痛代表了極度危險,優先級高於飢餓,而飢餓優先級則高於不會帶來生命威脅的慢性痛。

好了,看到這裡的朋友們,如果餓了就快去吃飯吧。當然,建議還是不要用以上的發現回應發現你在上班/上課時間吃東西的老闆/老師。還請各位朋友合理安排個人時間,留充足的時間好好吃飯。畢竟,吃飽了才有力氣幹活。

參考文獻:

[1]C. Joseph Burnett, Chia Li, Emily Webber, Eva Tsaousidou, Stephen Y. Xue, Jens C. Brüning, Michael J. Krashes, “Hunger-Driven Motivational State Competition.” Neuron, 2016, 187-201.

[2] Dietrich, M. , et al. “Hypothalamic Agrp Neurons Drive Stereotypic Behaviors beyond Feeding.” Cell 160.6(2015):1222-1232.

[3] Alhadeff, A. L. , et al. “A Neural Circuit for the Suppression of Pain by a Competing Need State – ScienceDirect.” Cell 173.1(2018):140-152.e15.

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