寒冷的气温如何触发大脑提高食欲
斯克里普斯研究所的神经科学家发现，当哺乳动物暴露在寒冷的温度下时，它们的大脑回路会导致它们想要吃得更多。
当哺乳动物遇到寒冷时，会自动燃烧更多的能量来维持正常的体温。这种冷激活的能量消耗增加会引发食欲和进食的增加，尽管控制这种情况的具体机制尚不清楚。在 2023 年 8 月 16 日《自然》杂志上报道的这项新研究中，研究人员发现了一组神经元，它们充当小鼠这种与寒冷相关的食物寻找行为的“开关”。这一发现可能会带来代谢健康和的潜在疗法。
“这是哺乳动物的一种基本适应机制，未来的治疗以它为目标可能会增强寒冷或其他形式的脂肪燃烧的代谢益处，”该研究的资深作者、副教授兼 Abide-Vividion 主席 Li Ye 博士说斯克里普斯研究中心化学和化学生物学博士。
该研究的第一作者是 Ye Lab 博士后研究员 Neeraj Lal 博士。
由于暴露在寒冷中会导致增强能量燃烧以保持温暖，因此冷水浸泡和其他形式的“冷疗法”已被探索作为和改善代谢健康的方法。冷疗法的一个缺点是，人类对寒冷的进化反应并不是为了导致体重减轻(在前现代时期频繁的食物短缺期间，这种影响可能是致命的)。寒冷，就像节食和锻炼一样，会增加食欲，从而抵消效果。在这项研究中，叶和他的团队着手确定介导这种寒冷引起的食欲增加的大脑回路。
他们的第一个观察结果是，随着寒冷气温(从 73 华氏度到 39 华氏度)的到来，小鼠仅在延迟约 6 小时后才会增加觅食行为，这表明这种行为变化不仅仅是冷感的直接结果。
研究人员使用全脑透明化和光片显微镜技术，比较了寒冷和温暖条件下大脑神经元的活动。很快，他们做出了一项关键观察：虽然大脑中的大部分神经元活动在寒冷条件下要低得多，但丘脑区域的部分区域却表现出更高的激活度。
最终，研究小组将注意力集中在中线丘脑剑突核的一个特定神经元簇上，结果表明，在小鼠从寒冷引起的麻木中醒来寻找食物之前，这些神经元的活动在寒冷条件下激增。当寒冷条件开始时可获得的食物较少时，剑突核的活动增加甚至更大，这表明这些神经元对寒冷引起的能量不足做出反应，而不是对寒冷本身做出反应。
当研究人员人为激活这些神经元时，小鼠增加了对食物的寻找，但其他活动却没有增加。同样，当研究小组抑制这些神经元的活动时，小鼠就会减少对食物的寻求。这些效应仅在寒冷条件下出现，这意味着寒冷的温度提供了一个单独的信号，该信号也必须存在才能发生食欲变化。
在最后一组实验中，研究小组表明，这些剑突核神经元投射到称为伏隔核的大脑区域，该区域长期以来因其在整合奖赏和厌恶信号以指导行为(包括进食行为)方面的作用而闻名。
叶说，最终，这些结果可能具有临床意义，因为它们表明有可能阻止通常的寒冷引起的食欲增加，从而允许相对简单的寒冷暴露疗法更有效地推动。
“我们现在的主要目标之一是找出如何将食欲增加与能量消耗增加脱钩，”他说。“我们还想知道这种寒冷引起的食欲增加机制是否是身体用来补偿额外能量消耗(例如运动后)的更广泛机制的一部分。”
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