我们知道高脂肪、高糖的食物可以改变我们的腰围。关于它们如何改变大脑的了解则少得多。现在，研究人员发现，将老鼠从标准食物换成更高脂肪的食物会改变调节进食的某些神经元的活动，磨损限制摄入的细胞“刹车”。如果这对人类也适用，这一发现可能有助于解释我们过度进食的倾向。
改变动物的饮食“是一种微妙的操纵，”密歇根大学营养肥胖研究中心的行为神经科学家Randy Seeley说，他并未参与这项工作。“你能够进入并看到这些细胞的不同特性，这是一个惊人的发现。”神经生物学家Garret Stuber和他的团队在北卡罗来纳大学教堂山分校想要了解伴随肥胖的大脑变化。他们特别感兴趣的是大脑底部一个已知调节进食的区域，称为外侧下丘脑。
通过与英国的合作者，Stuber——现在在西雅图的华盛顿大学——对小鼠大脑这一区域的细胞进行了RNA测序，并根据它们表达的基因将它们分组。通过比较高脂肪饮食的肥胖小鼠和标准饮食的对照动物之间的基因表达，研究人员确定了一组在诱发肥胖饮食中变化最显著的神经元。
这些神经元表达了兴奋性信号分子谷氨酸的基因。研究人员使用双光子显微镜观察活体小鼠大脑中的这些所谓的谷氨酸能细胞。他们赋予这些细胞一个基因，使其在摄取钙时发光——这是神经元活动的指标。然后他们在小鼠从水嘴舔食高热量的糖水时观察这些细胞。如果一只瘦小鼠刚刚进食，神经元对糖的反应比它刚刚禁食时更活跃。这些细胞似乎起到了刹车的作用，信号是“够了！”
但随着瘦小鼠因高脂肪和高糖饮食变得肥胖，这些细胞变得不那么活跃。在饮食转换后的12周，研究人员今天在《科学》杂志上报告说，谷氨酸能细胞对糖饮料的反应大约减少了80%。
这项研究是首批使用钙成像长期观察动物大脑活动的研究之一，英国阿伯丁大学的神经科学家Lora Heisler说。她说，这是一种“聪明的研究方法”，用于调查肥胖的发展。她认为，定期食用甜腻食物“改变了我们大脑食欲中心的功能”。“通过使大脑对甜食的反应减弱，这意味着我们会吃得比我们需要的多。”但这项研究没有区分是饮食的哪个特征改变了神经活动：是饮食本身还是体重增加本身。
Seeley指出，它也没有证明大脑活动的变化本身导致动物过度进食和增重。新饮食的味道可能促使小鼠增加了热量摄入——无论刹车是否磨损。他说：“你可能还没尝过啮齿动物的食物。我尝过。太可怕了。又干又咸，平淡无味。”另一方面，高脂肪的小鼠饮食通常“尝起来像糖饼干面团”。尽管如此，他说，谷氨酸能神经元的活动减少可能通过未能抑制它们的食欲，即使它们的体重增加，从而在小鼠中持续肥胖。
“大脑中有很多有趣的食欲区域。这篇论文表明，这些神经元值得额外关注，”霍华德·休斯医学研究所Janelia研究校区位于弗吉尼亚州阿什伯恩的神经科学家Scott Sternson说。如果未来的研究揭示了这一神经元子集上存在的受体——但大多数其他细胞中没有——研究人员可以尝试用药物选择性地提高其活性。但这并不容易。强烈刺激这些神经元显然是不愉快的；研究中的小鼠避免了对该区域的电击。
因此，Sternson说，这种方法需要轻轻地踩下食欲刹车，“而不是全力踩下。”