当你口渴的时候，可能没有什么比大口喝水更让你觉得满足的了。那么问题来了，大脑是如何判断你处于口渴还是喝足状态的？它又如何驱使你开始和停止饮水呢？据2月28日《自然》在线出版的论文称，美国加州理工学院生物学助理教授Yuki Oka，通过刺激和抑制小鼠的饮水，成功绘制出老鼠大脑内调节饮水的神经回路。这一成果为哺乳动物（可能包括人类）大脑内的饮水调控回路研究提供了参考。
小鼠的大脑中有3块处理干渴信息的区域：穹隆下器（SFO）、下丘脑终板血管区（OVLT）和正中视前核（MnPO）。这3块区域在前脑形成片状结构的终板（LT）。虽然大脑的绝大部分区域受到血脑屏障的隔离和保护，但SFO和OVLT并非如此——它们直接与小鼠的血液接触，使其可以测量血液中的钠含量或盐度。因此，LT是饮水调控的主要结构。
Oka等之前的研究表明，SFO、OVLT和MnPO中均存在兴奋性神经元，当其受到刺激时，会驱动饮水行为。Oka团队的最新研究工作则旨在辨明LT中不同类型的兴奋性神经元是如何驱动饮水行为的。研究人员发现，MnPO是饮水调控的核心区域。它可以接收来自SFO的兴奋输入（反之则不成立）。当MnPO的兴奋性神经元“保持缄默”时，刺激SFO或OVLT均无法驱动饮水行为。这说明，LT中口渴的脑回路具有层级关系：MnPO负责整合来自SFO和OVLT的口渴信号，然后将其传输到下游脑区，从而诱导饮水行为。
Oka团队还发现了另一条关于口渴后立即饮水的满足感的神经回路。“当你口渴时，你可以在数秒钟之内喝完水，然后你会感到非常痛快。但是此时，你身体中的血液并未充分补水（通常需要10~15分钟），因此SFO和OVLT不能在饮水后立即检测到血液的补水情况。万幸的是，大脑知道何时停止饮水。”Oka说。
由于机体补水和大脑中的满足感信号产生之间有时间差，研究人员推测可能有某种快速信号可以抑制过度饮水。近期有科学家报道，在饮水伊始，LT中的兴奋性神经元就已被迅速的抑制了。虽然这条神经回路仍然充满谜题，但Oka团队还是有一些突破。他们发现MnPO中的抑制神经元对饮水极为敏感，并能直接抑制SFO中的饥渴神经元。有趣的是，抑制神经元只会被液体所刺激。研究人员认为，抑制回路是通过口咽来监测液体摄入的，反过来又能抑制口渴神经元。
Oka认为，MnPO的抑制神经元并非控制饮水行为的唯一因素，大脑中很可能存在其他的满足感信号源。虽然他们的实验是在小鼠上进行的，但人脑中也存在类似的区域，因此人脑中或许也存在这样调控饮水行为的神经回路。
编译：雷鑫宇 编辑：程建兰
来源：https://www.sciencedaily.com/releases/2018/02/180228131029.htm