波昂大學的一項研究發現了蒼蠅​​體內調節食物消耗的基本控制路徑。波昂大學和劍橋大學的研究人員發現了一個參與進食過程的關鍵調節迴路。他們的研究發現，蒼蠅幼蟲的食道中擁有專門的感測器或受體，一旦幼蟲攝取食物，這些感測器或受體就會被活化。吞嚥食物時，這些受體會向大腦發出訊號，釋放血清素。

果蠅幼蟲（前景）的食道中有一種伸縮感測器（中間的灰色結構）。它向大腦報告吞嚥過程。如果攝取食物，腸神經系統的特殊神經元（紅色）就會釋放血清素。圖片來源：Anton Miroschnikow 博士/波昂大學

這種信使物質通常也被稱為”感覺良好激素”，它能確保幼蟲繼續進食。研究人員認為，人類也有非常類似的控制電路。研究結果最近發表在《當代生物學》（Current Biology）雜誌。

想像一下，你坐在餐廳裡，肚子餓得咕嚕咕嚕叫。你面前的桌子上有一個披薩，聞起來非常誘人。你咬了一口，細嚼慢嚥，在那一刻，你感到無比興奮：哦，天哪，太好吃了！你迅速切下一塊披薩，塞進嘴裡。

披薩的香味和它在舌尖上的味道促使你開始用餐。然而，吞嚥後的良好感覺才是你繼續進食的主要原因。 “但是，這個過程究竟是如何進行的？哪些神經迴路起作用？我們的研究為這些問題提供了答案，”波昂大學LIMES 研究所（英文縮寫為”Life & Medical Sciences”）的Michael Pankratz 教授說。

研究人員並沒有從人類身上獲得啟示，而是透過研究果蠅的幼蟲而獲得的。這些果蠅大約有10,000 到15,000 個神經細胞–與人類大腦中的1,000 億個神經細胞相比，這個數字不算太大。然而，這15,000 個神經細胞已經構成了一個極其複雜的網路：每個神經元都有分支突起，透過這些分支突起與數十甚至數百個其他神經細胞連結。

潘克拉茨說：”我們希望詳細了解消化系統在進食時是如何與大腦交流的。為了做到這一點，我們必須了解哪些神經元參與了這種信息流，以及它們是如何被觸發的。”因此，研究人員不僅分析了幼蟲體內所有神經纖維的路徑，也分析了不同神經元之間的連結。為此，研究人員將幼蟲切成數千片薄片，並在電子顯微鏡下拍照。

“我們使用高性能電腦從這些照片中創建了三維圖像，”這位研究員解釋說，他同時也是跨學科研究領域”生命與健康”和”免疫感覺”英才集群的成員。下一步是一項艱鉅的任務：計畫助理Andreas Schoofs 博士和Anton Miroschnikow 博士研究了所有神經細胞是如何相互”連接”在一起的–神經元對神經元，突觸對突觸。

在這過程中，研究人員發現了食道中的一種”拉伸受體”。它與幼蟲大腦中能夠產生血清素的六個神經元相連。這種神經調節劑有時也被稱為”感覺良好的荷爾蒙”。例如，它能確保我們對某些行為產生獎賞獲得感，並鼓勵我們繼續這樣做。

“血清素神經元會接收動物剛吞下的食物的額外資訊。”研究的主要作者Andreas Schoofs 博士解釋說：”它們能檢測到是否是食物，還能評估食物的品質。它們只有在檢測到優質食物時才會分泌血清素，確保幼蟲繼續進食。

這種機制非常重要，人類很可能也存在這種機制。如果它有缺陷，就有可能導致厭食症或暴食症等飲食失調。因此，這項基礎研究的結果也有可能對這類疾病的治療產生影響。潘克拉茨說：”但是，現階段我們對人類控制電路的實際工作原理了解得還不夠，我們不能抱太高的期望。”這一領域還需要多年的研究”。

編譯自/ ScitechDaily