科学家发现导致持续饥饿错觉的大脑故障

科学家发现了一组特定的大脑细胞，它们负责创建关于进食的记忆，不仅记录所吃的食物，还记录进食时间。这项今日发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上的研究结果，可以解释为何存在记忆障碍的人常会过量进食，以及为何忘记最近一餐会引发过度饥饿并导致饮食失调。

进食过程中，大脑腹侧海马区的神经元会激活并形成研究团队所称的“进食记忆印迹”（meal engrams）——这是一种专门存储食物摄入体验信息的记忆痕迹。尽管科学家长期研究印迹在大脑存储记忆及其他体验中的作用，但这项新研究发现了专门负责进食体验的印迹。

“印迹是记忆在大脑中留下的物理痕迹，”该研究的通讯作者、南加州大学多恩西夫文理学院生物科学教授斯科特·卡诺斯基（Scott Kanoski）解释道，“进食记忆印迹如同精密的生物数据库，能存储多种信息，例如进食地点及进食时间。”

分心进食的影响

这一发现对理解人类饮食障碍具有直接意义。患有记忆障碍的患者（如痴呆症患者或脑部损伤影响记忆形成的患者），常因无法记住进食情况而连续快速摄入多餐食物。

此外，分心进食行为——例如看电视或刷手机时无意识吃零食——可能损害进食记忆并导致过度摄入。

根据实验结果，进食记忆印迹是在实验鼠咬食间隙的短暂停顿期间形成的，此时鼠脑会自然扫描进食环境。这些意识清醒的时刻使专门的海马神经元得以整合多源信息流。

卡诺斯基表示可以推测人脑会发生类似现象。当注意力集中在手机或电视屏幕上时，这些关键的编码时刻就会受损。“大脑无法正确记录进食体验，”该研究第一作者、南加州大学多恩西夫学院博士后学者莉亚·德卡里-斯佩恩（Lea Decarie-Spain）指出，“导致形成薄弱或不完整的进食记忆印迹。”

‘进食记忆’的形成机制

研究团队运用先进神经科学技术观察实验鼠进食时的脑部活动，首次实时呈现了进食记忆的形成过程。

进食记忆神经元不同于参与其他类型记忆形成的脑细胞。当研究人员选择性破坏这些神经元后，实验鼠表现出对食物位置的记忆受损，但对非食物相关任务的空间记忆保持正常，表明存在专门处理进食相关信息的系统。研究发现，进食记忆神经元与外侧下丘脑进行通讯，该脑区长期被公认控制饥饿感和进食行为。当海马体-下丘脑的连接被阻断时，实验鼠会过度进食且无法记住进食地点。

对饮食管理的启示

卡诺斯基称这些发现最终可能为肥胖症治疗和体重管理提供新的临床思路。现行体重管理策略通常聚焦于限制食物摄入或增加运动量，但新研究表明增强进食记忆形成同样重要。

“我们终于开始认识到，记住吃了什么以及何时进食，对于健康饮食的重要性不亚于食物选择本身，”卡诺斯基强调。

除卡诺斯基外，研究作者还包括南加州大学的莉亚·德卡里-斯佩恩、顾辛迪、洛根·蒂尔诺·劳尔、艾丽西娅·E·高、艾瑞斯·邓、莫莉·E·克鲁格、爱丽丝·I·瓦尔多、阿什雅·赫瓦吉·加尔博克、奥利维亚·穆迪、克里斯汀·N·多诺霍、克沙夫·S·苏布拉马尼亚、塞雷娜·X·高、亚历山大·G·巴肖和杰西卡·J·雷；宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的萨玛·N·切希米、理查德·C·克里斯特、本杰明·C·赖纳和马修·R·海斯；莫奈尔化学感官中心的杨明新和纪尧姆·德拉蒂格；以及巴克内尔大学心理学系的凯文·P·迈尔斯。

研究获得魁北克研究基金会博士后基金(315201)、阿尔茨海默病协会研究基金(AARFD-22-972811)、美国国家科学基金会研究生研究基金(DK105155)以及美国国家糖尿病、消化和肾脏疾病研究所资助(K104897)的支持。