一份来自饥饿的神秘力量

作者：人间四月天

文章来源于科学大院公众号（ID：kexuedayuan）

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先看一组图片：

（图片来源：Pixabay）

有没有感觉饿了呢？是不是很想吃东西？民以食为天，人要生存下去首先就得解决温饱问题。所以吃饭就是头等大事。

人类社会的物质丰富，我们能轻易获取足够的食物来满足身体需求。但对于在野外生存的动物来说，寻找食物填饱肚子并不是一件容易的事，食物短缺会威胁它们的生命。所以在饥饿感的驱使下，动物往往会为了生存而改变行为策略。例如，通常情况下猎豹会捕食老弱病残的猎物。但在没有合适的猎物并且极度饥饿时，它们会冒险去攻击年轻力壮的猎物，为此付出惨痛的代价。

为了探索饥饿到底会对动物的行为产生多大的影响以及背后的机理，科学家们使用小鼠作为模式动物设计了许多有趣的实验，也方便大家在上班上学的时候吃东西找到合适的理由（请各位老板和老师不要打我）。

饿着肚子，小鼠更愿意待在C位

小鼠是一类非常胆小的动物，当把实验小鼠放置在一个40 cm×40 cm的正方形箱子内进行“空旷场测试”时，在绝大部分时间内，小鼠待在它觉得安全的四个角落，或是贴壁行走，而极少会来到旷场中心进行活动。

研究中设置了两组动物，一组是吃饱饭的，一组是饿肚子的。吃饱的小鼠在空旷场中的行为表现和上述一致，喜欢待在边缘（图1）。而饿肚子的动物却会更多地去探索旷场中心区域。（热图的颜色表示动物在区域内的时间长短）如果在旷场中心放置了食物，饿肚子的小鼠就更愿意去中心区域，热图显示它们在中心待的时间明显增加（图1）。

图1 空旷场测试（图片来源：改编自文献1）

想吃饱饭的心愿，让一切不再可怕

另外一个实验中，小鼠被安放在一个两箱的长方形盒子中。左边的箱子什么都没放，右边的箱子角落放置狐狸尿液中含有的一种化学物质TMT（2,5-dihydro-2,4,5-trimethylthiazoline）。

由于狐狸是小鼠的天敌，因此小鼠会本能地害怕接触TMT。实验发现，饿肚子的小鼠和吃饱饭的小鼠表现一致，非常害怕去到含有TMT的右边箱子，在把TMT去除了之后，小鼠依旧不敢轻易探索右边的箱子（图2）。说明即使在饥饿状态下，小鼠也不愿意去探索右边的箱子。不过，当研究人员把食物放在右边箱子的角落后，饿肚子的小鼠去右边角落的时间明显增加（图2）。说明小鼠非常聪明，“不见兔子不撒鹰”。食物，永远是驱动小鼠探索世界的最佳动机。没有食物作为回报的前提下它们不会轻易冒险。

图2 两箱测试（图片来源：改编自文献1）

饿肚子可以缓解慢性疼痛

从以上实验可以看出，为了吃饭，小鼠愿意铤而走险，干饭魂的力量不可低估。除了可以让小鼠对抗来自外界威胁的不安之外，研究发现，饥饿还可以抑制慢性疼痛的感觉。

在实验中，研究人员分别向饱腹的和饥饿的两组小鼠脚掌注射能引起慢性炎症疼痛的福尔马林药剂。药物起效后，小鼠会舔舐自己的脚掌用来缓解疼痛。对比两组小鼠的行为后，研究人员发现，饥饿组小鼠舔舐脚掌的时间明显低于饱腹组小鼠，这意味着，饥饿组小鼠对慢性疼痛不那么敏感了。

这是为什么呢？之前的研究发现，在下丘脑的弓状核中存在一群AGRP神经元，在饥饿状态下，它们会被激活，从而促进机体去吃饭。当研究人员操纵饱腹组小鼠的大脑，激活AGRP神经元之后，它们舔舐脚掌的时间也明显降低。

为了进一步了解激活AGRP神经元进而缓解慢性疼痛的神经机理，研究人员分别激活了AGRP神经元到各个下游脑区的神经通路，结果发现，只有激活AGRP神经元到臂旁核的神经通路才能产生这样的效果。此外，研究人员发现了其中的分子机制——AGRP神经元激活时释放的“神经肽Y” 结合到了臂旁核神经元表达的神经肽Y受体上，进而产生了对慢性疼痛的抑制作用。因此，臂旁核的神经肽Y受体也将有希望成为治疗慢性疼痛的一个药物靶点。

不过，饥饿并不能缓解高温对小鼠脚掌带来的急性疼痛。相反，急性疼痛显著降低了AGRP神经元的活动水平，同时也降低了小鼠的食欲。

图3 小鼠对痛的反应（图片来源：改编自文献3）

由此看来，饥饿的感觉是一种很强的行为驱动力，在促使我们本能地去进行觅食的同时，还会竞争性地压制我们对外界的恐惧和内在的慢性疼痛。在肚子饿的时候，我们常常顾不上许多，一心只想找吃的，这种行为背后的道理可能也是来源于此。但与此同时，通过急性疼痛的实验，我们也清楚地知道大脑处理信息产生行为也是分层级的。急性疼痛代表了极度危险，优先级高于饥饿，而饥饿优先级则高于不会带来生命威胁的慢性痛。

好了，看到这里的朋友们，如果饿了就快去吃饭吧。当然，建议还是不要用以上的发现回应发现你在上班/上课时间吃东西的老板/老师。还请各位朋友合理安排个人时间，留充足的时间好好吃饭。毕竟，吃饱了才有力气干活。

参考文献：

[1] C. Joseph Burnett, Chia Li, Emily Webber, Eva Tsaousidou, Stephen Y. Xue, Jens C. Brüning, Michael J. Krashes, "Hunger-Driven Motivational State Competition." Neuron, 2016, 187-201.

[2] Dietrich, M. , et al. "Hypothalamic Agrp Neurons Drive Stereotypic Behaviors beyond Feeding." Cell 160.6(2015):1222-1232.

[3] Alhadeff, A. L. , et al. "A Neural Circuit for the Suppression of Pain by a Competing Need State - ScienceDirect." Cell 173.1(2018):140-152.e15.