迷走神经以令人惊讶的方式驱动动力和奖励

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在最先进的研究中，这是令人振奋的时刻，它可以增进我们对迷走神经及其作用方式的理解.本周，发表了两项新研究，阐明了迷走神经如何作为奖励和激励系统的一部分将信息从肠道直接传递到大脑.西奈山医学院的研究人员于9月20日在《细胞》杂志上发表了第一项研究，“一种神经回路用于肠道诱导的奖赏".杜克大学医学院的研究人员进行的第二项研究“一种用于营养感觉传导的肠脑神经回路"发表在9月21日的《科学》杂志上.

正如您通过观察迷走神经的冗长解剖图所看到的，“徘徊"的神经是人体中最长的.它从脑干到肠道的最低内脏在两个多管分支中传播.

1921年，奥托·洛维(Otto Loewi)观察到迷走神经将一种抑制物质喷射到心脏上，该物质有助于镇定神经系统并平衡战斗或逃跑反应，他分离出了第一个已知的神经递质.今天，我们称这种神经递质为“乙酰胆碱"，但Loewi最初创造了术语"vagusstoff"(德语为“迷走神经物质")来描述这种镇静剂样分泌物.每次呼气腹腹时，迷走神经的心脏分支都会在呼气时向您的心脏喷射一些迷走神经，这就是深呼吸是所谓的“放松反应"的基本方面的原因之一. (有关更多信息，请参阅"D肌呼吸练习和迷走神经"和“迷走神经在压力下促进胆识和宽容度.")

现在，在Loewi发现迷走神经后大约一个世纪之后，两项开创性研究显着提高了我们对迷走神经的分支如何在几毫秒内传达肠到脑信息的理解，这是一条称为肠脑轴的神经高速公路的一部分.

从历史上看，大多数专家认为循环激素(与通过迷走神经进行直接交流相反)将奖赏信号从肠道传递到大脑，这是我们动机系统的一部分. 2018年9月的这两项研究来自不同的同行评审期刊，共同指出了令人惊讶的方式，即直觉到大脑的回路创造了直接的神经沟通渠道.

在上述第一项研究中，西奈山的研究人员使用光遗传学来阐明右迷走神经中特定的奖励神经元如何将周围的感觉细胞与大脑中的奖励神经元群体联系起来.值得注意的是，研究人员惊讶地发现左迷走神经的神经元与饱腹感有关，但与报酬无关.这项开创性的研究还表明，迷走神经的左右分支不对称地上升到中枢神经系统.

本文有四个值得注意的重点:(1)研究人员确定了迷走神经肠-脑轴在动机和奖励中的关键作用；(2)迷走神经肠-脑轴的光遗传学刺激会产生奖励行为，(3)迷走神经起源的不对称大脑通路介导动机和多巴胺活性，(4)迷神经的迷走神经感觉神经元是奖励电路的主要组成部分.

“我们的研究首次揭示了迷走神经右分支感觉细胞中存在神经元'奖励神经元'，"伊坎学校神经科学系的伊万·德·阿劳霍(Ivan de Araujo)西奈山医学院的医学博士和该论文的高级作者在一份声明中说. “我们专注于挑战迷走神经与动力和愉悦无关的传统观点，我们发现刺激神经，特别是其上肠支，足以强烈激发大脑深处的奖励神经元."

“我们惊讶地发现只有正确的迷走神经分支最终才接触到脑干中含有多巴胺的奖励神经元，"主要作者韩文飞(Yenfei Han)目前在耶鲁大学约翰·皮尔斯实验室(John B. Pierce Laboratory)工作.

多巴胺长期以来一直被认为是一种驱动奖励和动力的神经递质.根据研究人员的研究，确定正确的迷走神经元如何将奖励信号直接传递到大脑为新的和更具体的迷走神经刺激(VNS)目标开辟了可能性，这些靶点可能会提高迷走神经刺激疗法的疗效-例如用于治疗的迷走神经抗抑郁症. (有关更多信息，“迷走神经刺激为重度抑郁症提供了新希望.")

肠脑轴可能是硬连线的(而不是激素的)

最近第二项关于通过迷走神经进行肠对脑交流的研究表明，由于“肠感"以如此闪电般的速度传播，因此它们超过了激素的扩散.实际上，杜克大学的研究人员震惊地发现，通过肠道-脑轴从小鼠的肠到脑干的信号在不到100毫秒的时间内穿过单个突触移动.

2015年，杜克大学医学院的资深作者DiegoBohórquez在《临床研究杂志》上发表了具有里程碑意义的论文，显示肠道中的特定细胞含有与某种神经元相关的突触.挂毯.对于最新的追踪研究(2018)，Bohórquez和他的杜克神经生物学实验室团队着手绘制此肠到脑神经回路的图.

当第一作者Maya Kaelberer用绿色荧光染料标记狂犬病病毒并将其注射到小鼠的胃中时，她观察到了肠道和脑干之间的直接迷走神经回路. Kaelberer及其同事通过在同一个皮氏培养皿中与迷走神经元并排培养小鼠的感觉肠道细胞，从而能够重建这种肠脑神经回路.令她惊讶的是，凯贝尔(Kaelberer)观察到迷走神经神经元沿着盘的表面爬行并与肠道细胞相连.然后，这个神经元开始产生突触信号.如果将糖添加到混合物中，突触的发射速度会明显加快.当Kaelberer测量出该信息的传递速度时，她惊讶地发现它发生的时间是毫秒，并怀疑谷氨酸是该过程的关键参与者.她是对的.

正如作者总结的那样，“这种更直接的肠脑信号传导回路使用谷氨酸作为神经递质.因此，可能会操纵刺激肠道的感觉线索来影响特定的大脑功能和行为，包括那些与食物选择有关的行为."

尽管这项研究是针对小鼠的，但Bohórquez和他的团队推测这种神经回路的结构和功能在人类中将是相同的. Bohórquez在一份声明中说:“我们认为这些发现将成为新意义的生物学基础." “这是大脑如何知道胃何时充满食物和卡路里的切入点.它为'肠胃感觉'作为第六感觉的观念带来了合法性." (有关更多信息，请参见“迷走神经如何将肠道本能传达给大脑?")

在未来的研究中，Bohórquez和他的Duke团队渴望找出通过迷走神经从肠到脑传递的信号如何帮助我们直观地辨别饮食中所含的热量和营养.