新发现：大脑调节“口渴”机制

导读：当你口渴的时候，喝多少水才能满足身体需要？直到喝饱为止？大脑如何启动或停止喝水行为？加州理工大学的科学家们在小鼠脑神经回路中找到了答案。今天，赛业小编为您推荐“新发现：大脑调节‘口渴’机制”，详情如下：

这篇文章发表在2月28日网络版《Nature》，由生物学助理教授Yuki Oka领导完成。

小鼠大脑中有三个区域关联口渴：穹窿下器（subfornical organ，SFO），终板血管区（organum vasculosum laminae terminalis，OVLT）和视前正中核（median preoptic nucleus，MnPO）。这三个区域在前脑构成一个被称为终板（lamina terminalis，LT）的片状结构。

大部分脑区都受血脑屏障保护，这是一层把血液和大脑分开的紧密细胞。但是小鼠的SFO和OVLT却直接连接血液，这两个区域的钠含量跟随血液中的钠水平（咸度）变化，所以说LT是大脑调节口渴的主要结构。

Oka等人的之前工作表明，SFO、OVLT和MnPO三个区域都富含刺激后驱动喝水行为的兴奋性神经元（excitatory neurons）。在这项新研究中，该团队的目的是鉴定LP兴奋性神经元类型，绘制它们驱动喝水行为的神经回路。

研究人员在MnPO内发现了一个特殊区域是口渴调节中心。它仅接收来自SFO的兴奋输入。当MnPO兴奋性神经元被遗传沉默后，再刺激SFO或OVLT都不会引起喝水行为。这是LT的一个口渴回路等级分层组织：MnPO从SFO和OVLT获得集成口渴信号，再将它们传送给下游饮水活动相关脑区。

研究小组还发现了另一个与喝水满足相关的神经回路。“当你脱水时，在你吞咽水的前几秒，你会感到满足。此时，你的血液含水量还未恢复，通常身体获得真正满足需要10-15分钟。在停止饮水前，SFO和OVLT并不能如实地检测到血液是否恢复正常，大脑怎么知道喝多少水才能停止呢？”Oka说。

由于“时差”的存在，研究人员认为必须存在某种快速信号来抑制饮水行为。该团队发现，MnPO内某些所谓的抑制神经元能立即对饮水活动做出反应，并能直接抑制SFO的口渴神经元。这些抑制性神经元由摄入的液体（而非固体）激活，研究人员认为抑制回路可能通过口腔吞咽运动监视液体摄入情况，从而达到精确抑制口渴神经元的效果。

“当你真正口渴时，喉咙吞咽液体的特殊方式不同于吞咽固体，”文章一作研究生Vineet Augustine说。“我们认为快速吞水的这个动作让抑制性细胞群有了反应。”

小组预测，当MnPO的抑制性神经元编码喝水-感应口渴抑制时，大脑会产生额外的满足信号。

“我们发现的抑制信号只出现在饮水过程中，”Oka说。“但是满足感的持续时间更长，表明MnPO抑制神经元不是口渴满足的唯一信号源，解开这些问题可能是我们今后研究的主题。”

小鼠大脑与人类大脑相似，研究人员表示人类大脑也可能存在类似的喝水行为控制和抑制回路。

原文检索：Hierarchical neural architecture underlying thirst regulation

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