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最近《Nature》的一項研究將解答這些疑惑。

2023年8月30日，賓夕法尼亞大學(xué)Casey H. Halpern博士研究團(tuán)隊在《Nature》發(fā)表了題為An orexigenic subnetwork within the human hippocampus的研究報告。該研究利用功能性MRI（fMRI）、電生理、iDISCO 3D組織學(xué)、免疫染色等多種方法，確定了人類海馬體參與食欲調(diào)節(jié)功能，解析外側(cè)下丘腦投射海馬亞區(qū)的促食欲神經(jīng)回路。

促進(jìn)食欲的食物處理依賴于感覺、內(nèi)感覺和激素信號的整合，從而控制攝食行為。這個過程的失調(diào)會導(dǎo)致適應(yīng)不良的飲食行為，例如暴飲暴食，并與肥胖相關(guān)。對嚙齒動物的研究發(fā)現(xiàn)，海馬神經(jīng)元亞群對食物線索做出反應(yīng)，并編碼食物位置記憶。海馬體是維持記憶功能的關(guān)鍵腦區(qū)，在野外生活時，動物記住產(chǎn)生或者儲存食物的地點非常重要，很大程度上決定了個體存亡，海馬體的食物記憶功能必不可少。

首先，作者使用人腦連接組計劃（Human Connectome Project）中178位志愿者的高分辨率纖維束成像數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)外側(cè)下丘腦（lateral hypothalamus, LH）和背外側(cè)海馬（dorsolateral hippocampus, dlHPC）亞區(qū)之間存在結(jié)構(gòu)連接。緊接著，作者使用顱內(nèi)電極植入人的海馬體，觀察到當(dāng)參與者看到甜味溶液時，背外側(cè)海馬明顯會更活躍地處理來自其他腦區(qū)的信號，包括視覺刺激，味覺相關(guān)獎勵刺激等（如圖1）。

圖1：背外側(cè)海馬（dlHPC）參與食欲調(diào)控[1]

不僅如此，作者還利用單脈沖電刺激，在LH 和dlHPC記錄到響應(yīng)甜食地誘發(fā)電位。在刺激另一個腦區(qū)后， LH 和dlHPC這兩個腦區(qū)記錄的這些快速誘發(fā)電位，表明它們之間存在直接的相互作用，并且可能是雙向的。由此說明， 在面對食物時，LH 和dlHPC之間具有信號交流。

接下來，為進(jìn)一步確定LH 和dlHPC之間的投射關(guān)系，作者利用黑色素聚集激素（melanin-concentrating hormone, MCH）進(jìn)行分析。MCH是一種由LH分泌的促食欲神經(jīng)肽，含有MCH的神經(jīng)元會影響食物的獎勵價值，并且MCH過表達(dá)與肥胖狀態(tài)相關(guān)。作者利用iDISCO技術(shù)，對人體組織尸檢樣本進(jìn)行免疫標(biāo)記3D成像，可視化MCH陽性神經(jīng)元投射，發(fā)現(xiàn)LH的MCH陽性神經(jīng)元確實投射至dlHPC。

此外，作者還評估了LH-dlHPC神經(jīng)回路的結(jié)構(gòu)和功能連接，在胖人和瘦人之間是否存在差異。研究發(fā)現(xiàn)，與瘦人相比，胖人dlHPC和LH腦區(qū)連接指數(shù)顯著降低，并且，dlHPC和LH兩個腦區(qū)之間的神經(jīng)回路功能是否正常，直接關(guān)系到BMI的高低，回路受損程度越高，個體BMI就越高（如圖2）。

圖2：LH-dlHPC神經(jīng)通路與肥胖相關(guān)[1]

綜上所述，該研究表明：

1) 海馬體參與整合了外部和內(nèi)部刺激，是促食欲調(diào)控的重要節(jié)點；

2) 單脈沖刺激dlHPC，可導(dǎo)致LH區(qū)域急劇和快速的電壓偏轉(zhuǎn)，LH 和dlHPC之間具有信號交流；

3) LH的MCH陽性神經(jīng)元投射至dlHPC，促進(jìn)食欲；

4) 飲食模式失調(diào)的肥胖患者腦內(nèi)，LH-dlHPC神經(jīng)回路受損。

總之，該研究表明人類海馬體參與食欲調(diào)節(jié)功能，是肥胖和相關(guān)飲食失調(diào)的重要節(jié)點；外側(cè)下丘腦投射海馬亞區(qū)的神經(jīng)回路能夠促進(jìn)食欲。該研究進(jìn)一步加深了我們對人腦內(nèi)特定節(jié)點相互作用如何參與肥胖和相關(guān)飲食失調(diào)的理解。目前，針對肥胖或者暴食癥的方法都不是靶向海馬體發(fā)揮作用的。在未來，海馬體不僅可用于預(yù)測肥胖風(fēng)險，或許還是一個極具潛力的肥胖治療靶點。

參考文獻(xiàn)：

1. Barbosa, D.A.N., Gattas, S., Salgado, J.S. et al. An orexigenic subnetwork within the human hippocampus. Nature (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06459-w