研究人员通过研究九头蛇的简单神经系统揭示了食欲的进化起源

在进化过程中，生物体逐渐发展出更复杂的神经系统，以协调日益复杂的感觉、运动和认知功能，并控制相关行为

最近，不同的研究项目表明，即使是具有扩散神经系统的简单生物也可以表现出复杂的神经元行为，例如视觉信号的处理或所谓的关联学习

基尔大学动物研究所细胞与发育生物学小组的研究人员正在研究一种简单的多细胞生物，淡水水螅

在之前的研究中，由Thomas Bosch教授领导的合作研究中心（CRC）1182“Metabiologics的起源和功能”的研究团队发现了九头蛇的进食行为与相关神经元之间的联系

研究人员确定了淡水息肉的某些神经种群，这些神经种群控制着动物的嘴巴张开等。在一项后续研究中，他们观察到，与饥饿的个体相比，喂食的动物对食物刺激的反应不同，喂食后的运动也有所减少

在下一步中，研究人员现在想了解动物如何整合复杂的代谢状态，如饱腹感，并相应地改变它们的行为。在他们的研究中，研究团队能够证明九头蛇的神经系统实际上可以“测量”内部代谢状态

他们发现九头蛇有两个特定的、间接连接的神经种群，它们的活动取决于饱腹感。与脊椎动物中更复杂的生物类似，一个神经群体负责消化，另一个负责饱腹感和行为变化的整合

综合来看，这些发现可能暗示了中枢神经系统的早期阶段。CRC 1182研究团队也活跃在1461“神经电子学”合作研究中心，他们在《细胞报告》杂志上发表了新的研究结果

九头蛇的饱腹感影响进食和相关行为

首先，研究人员调查了食物摄入对九头蛇进食行为的直接影响。喂食天然食物的动物在长达八个小时后对食物刺激的反应有限，并且张开嘴巴的速度明显较慢或根本不张开

在其他实验中，研究小组观察到了与食物摄入间接相关的进一步行为变化。“例如，在给动物喂食后，它们对光刺激的吸引力明显降低，对自然运动模式的抑制也同样强烈。

”一种可能性是九头蛇向光移动寻找食物，进行类似空翻的运动。因此，饱腹感会抑制这些行为模式，因为喂养的动物暂时不必寻找食物，”细胞与发育生物学研究小组的研究助理Christoph Giez博士说。随着时间的推移，这种活性会再次降低，直到动物再次恢复正常的进食行为，”Giez说。

动物内部组织层中另一个神经群体的活性取决于动物消化道中是否存在食物。它们的激活似乎依赖于食物成分的机械刺激。

研究人员进行了进一步的功能实验，以研究这两个神经群体在所谓的内胚层和外胚层中的活性与动物根据饱腹感的行为之间的联系。另一方面，内胚层神经细胞与食物的摄入和排泄直接相关。“因此，我们可以推断，外胚层群体主要负责运动和刺激的整合，”Giez说通过在一个简单的系统中证明神经元的这种亚功能化，我们能够证明九头蛇中的某些神经群体已经可以承担与更复杂的神经系统类似的中枢功能。“

参与进食行为的神经群体会释放抑制性神经肽

最后，研究团队调查了饥饿和饱腹的水螅是否会不同程度地产生与进食行为相关的某些肽或神经递质。

”我们发现，饱腹的动物体内会显著下调某种神经肽。Giez说：“众所周知，这种神经递质还参与控制动物的空翻式运动、收缩和调节其他蛇床虫的饱腹感。”这种肽可能仅由参与进食行为的神经群体产生，在九头蛇的食欲调节中发挥重要作用，可能是通过在内外神经群体之间的间接交流中发挥作用。>“这证明了一个非常简单的系统，如淡水息肉的扩散神经网络，已经能够感知像内部代谢状态这样复杂的东西，并可以相应地调节相关行为

研究小组负责人Thomas Bosch教授表示：“基于这些观察，我们将能够更多地了解这种调节在更复杂的生物体中是如何发挥作用的，从而逐步了解饥饿感的进化起源及其进一步发展。”