對一些人來說，巧克力蛋糕可能會引發一種與“非法藥物”相當的快樂。賓夕法尼亞大學生物學家提供了對這一聯系的新見解，揭示了大腦對食物和藥物等獎勵的不同反應。
在本周發表在《Neuron》雜志的這項研究，由助理教授J.Nicholas Betley、博士后研究員Amber L.Alhadeff和文理學院的研究生Nitsan Goldstein領導，研究表明，在小鼠身上，吃東西會降低神經元活動，這些神經元原本通過不同于酒精和藥物的途徑向大腦發出饑餓信號，而酒精和藥物同樣可以抑制食欲。這項研究也揭示了引起愉快的多巴胺釋放回路與饑餓神經元的活動有關，這表明藥物和酒精不僅可以劫持大腦的獎賞回路，而且還可以劫持那些負責發出饑餓信號的回路，強化服務“上癮”的行為。
“獎勵信號，不管是食物還是藥物，通過不同的途徑進入大腦，”這項工作的通訊作者Betley說。“一旦它們進入大腦，它們就會在下丘腦饑餓神經元和獎賞神經元之間形成一個相互連接的網絡。這可能是因為藥物不僅通過增加多巴胺的峰值而得到加強，而且還能通過減少使你感到沮喪的饑餓神經元的活動而得到加強。”
隨著對這些途徑的進一步了解，研究人員說，他們的發現可能會為研制更有效的減肥藥甚至成癮療法提供依據。
Betley及其同事的研究表明，在小鼠體內注入任何一種宏量營養素（任何含卡路里的食物），都會抑制AgRP神經元的活動，而AgRP神經元的活動會導致與饑餓有關的不愉快的感覺。胃告訴大腦“它已經彈盡糧絕了”的信號沿著迷走神經傳遞。
研究人員對酒精是否也能引起同樣的效果感到好奇，他們發現即使在迷走神經通路被破壞的情況下，酒精也能在小鼠身上引起同樣的效果。
Alhadeff說：“如果我們切斷這條路，高熱量、高回報的食物就不能再向饑餓神經元發出這種信號，雖然酒精還可以。”
接下來，研究小組試圖用可卡因、尼古丁和安非他明做同樣的實驗，這些藥物已經被證明具有抑制食欲的活性，得到了相同結果。研究小組說，我們首次發現非營養物質能夠持續調節AgRP神經元。
“令人興奮的是，研究結果表明，如果有人在減肥控制飲食，有一些藥理機制可以用來減少這些神經元的活動的話，就能減輕饑餓感，”Alhadeff說。
由于知道酒精和藥物也會觸發多巴胺的釋放（多巴胺是一種與“獎賞”感有關的神經遞質，也與成癮有關），研究小組觀察到多巴胺神經元的活動隨AgRP神經元的活動減少同時增加。
研究人員利用一種技術在不剝奪動物食物的情況下激活AgRP神經元，研究這些饑餓神經元如何影響多巴胺信號。在沒有食物獎勵的情況下，他們發現多巴胺神經元對AgRP神經元的激活反應很小。但是，當一只AgRP被激活的動物被喂食時，多巴胺的激增甚至比正常情況下還要高。換句話說，當動物饑餓時，AgRP神經元使食物顯得更有“回報”。
Goldstein說：“我們很驚訝地發現這些AgRP神經元似乎在向多巴胺神經元發送信號，但在動物得到獎勵之前，我們無法檢測到這一點。這表明，一個間接的或調節性的回路介導饑餓和大腦中獎賞神經元之間的相互作用。”
同樣的事情也發生在動物服用尼古丁等藥物時。
接下來，研究小組還研究了酒精和藥物的獎勵信號與食物之間的差異，并解開他們揭示的多巴胺神經元和AgRP神經元之間的聯系。利用的新技術，他們將檢查單個神經元，看看他們所觀察到的影響是否是由于大腦中神經元的小亞群活動引起。
Betley說，如果他們能夠成功地找到一種新的、可通過藥物治療的途徑來治療這些連接的神經回路，將會很受歡迎，因為目前許多減肥藥物都有不愉快的副作用，比如惡心等。
他說：“當人們感覺不舒服，就很難堅持服用這些藥物。我們的研究結果表明，進入大腦的方式多種多樣，也許通過結合其他策略，我們可以克服這些問題。”
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