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网络科普|该喝水了!公卫科协微信科普一

编辑:贺爽   时间:2020-09-01 09:17:50   访问次数:

该喝水了!"

公卫科协 2019-12-06


为什么想喝水

如果说人体的整个神经系统是一个操作系统,那么饥饿、口渴这些本能的感觉一定是这个系统最核心的一部分。这些本能的感觉维持了基本的生存,也常常超出了意识的控制:每当深夜看到美食的图片,无论嘴上多么坚定地说着不要,身体却总会很诚实地流出口水。



随着神经科学研究的深入,我们更加深入地了解了这些生存所需的本能反应,也越来越接近“破解”神经操作系统。科学家虽然可以通过操纵相关的神经活动,欺骗大脑,让大脑认为已经喝到了水,不过,仅仅是感觉到在喝水并不能缓解口渴,口渴的感觉是如何产生,又是如何驱使我们去找水喝的呢?


口渴的产生

经典模型认为,口渴让动物产生反感(aversive drive),促使动物去做各种消除这种感觉的行为。通过研究脑部损伤的病人,科学家发现,丘脑中被称为“中央视前核”(MnPO)的区域对于感知口渴十分重要[2]。但是,中央视前核也负责调节体温、睡眠、离子平衡等诸多生理活动,口渴的感觉应当只是这个区域里的一部分神经元的功能。必须先找到这些神经元,才能研究清楚口渴的机制。



但是,中央视前核在解剖上已经是非常小的一块区域了,进一步细分是十分困难的。研究小组于是采用了被称为FosTRAP的方法。这个方法的思想十分简单粗暴——通过一系列机制,让在特定时间内活跃的神经元表达一个事先转入的基因,从而实现对这些神经元的标记和控制。例如,在口渴的时候变得活跃的神经元,很可能负责掌管口渴的感觉,如果让这些神经元表达事先转入的基因,就可以达到标记这些细胞,甚至进一步调控这些细胞活性的目的。

小鼠实验

研究人员先用FosTRAP标记了所有在缺水时被激活的细胞,随后通过光纤用蓝光照射中央视前核区域,这些小鼠立刻开始找水。如果有可以直接喝到的水,小鼠就会凑过去喝水;如果需要操纵机关才能得到水,小鼠就会拼命操作争取到水。光照的频率越高,小鼠的求水动作越激烈;无论小鼠是否喝足了水,只要开始光照,小鼠都会拼命喝水。可见这些缺水时活跃的神经元,确实在向大脑的高级中枢传达信号——该喝水了。


结论

从这个实验看来,我们感到口渴时寻找饮用水,似乎就是视前核那一簇低级神经元驱动产生的行为。尽管我们自我的意识十分复杂,底层的驱动却简单得多。有一天,当这些最基础的生理感觉的机制被研究透彻后,或许,我们就可以“root”人体操作系统了。拥有人体“root权限”恐怕能做到很多神奇的操作吧!



编 辑 | 郭 紫 昕

初 审 | 郑 子 凯   郑 晓 敏   罗 熠 欣

复 审 | 林 梦 洁

终 审 | 陈 彦