誰操控飢餓的慾望？ 中研院破解腦內迴路之謎…助憂鬱症、厭食症研究
▲分生所林書葦助研究員、第一作者芭雅希、本院分生所曹昌暉博士（左至右），手持瓶子爲實驗室裡飼養的果蠅設備 。（圖／中央研究院提供）
是誰操控你飢渴的慾望？中央研究院團隊解密果蠅腦中的神經迴路，首次發現一種名爲leucokinin的神經傳導物質，透過調控不同的腦神經元，影響果蠅進行覓水或覓食行爲，解開了渴、餓訊號在腦中相互作用的神經機轉，有助於瞭解更復雜的人腦。
分子生物研究所助研究員林書葦表示，當人們口渴與肚子餓的時候，腦中會產生一種無形的驅力，讓我們想喝水或吃東西，心理學上稱這樣的內在驅力爲「動機」。果蠅和人一樣，行爲受到渴和餓的調控，果蠅只有在渴的時候會去尋找水源，只有在餓的時候對食物有反應。動機系統在腦回路中究竟是以什麼樣的形式存在、如何控制我們的行爲、影響我們對外界刺激的反應，迄今仍是未解之謎，必須先找出與動機系統有關的神經元及腦回路。
▲果蠅腦中的餓迴路。（圖／中央研究院提供）
國際研究生學程博士生芭雅希（Bhagyashree Senapati）針對研究指出，果蠅大腦裡的LHLK神經細胞釋放的leucokinin，同時是渴與餓的訊號。當果蠅口渴時，由於渴神經元 ( PPL1-γ2α′1、PAM-β′2a)屬於抑制性的神經細胞，像一道關閉的門，會抑制覓水行爲，但leucokinin能抑制它們的活性，產生負負得正效果，打開通道，促使果蠅追尋與水有關的氣味。
▲果蠅腦中的渴迴路。（圖／中央研究院提供）
當果蠅飢餓的時候，leucokinin也會被釋放，此時則是活化另一羣餓神經元 (PAM-β′2mp)，驅動果蠅進行覓食行爲，尋找與食物有關的氣味。爲什麼餓的果蠅不會去找水喝？因爲大腦會釋放另外兩種神經傳導物質－血清素(serotonin) 和dNPF，作用是抵銷leucokinin對渴神經元的抑制，致使渴神經元持續抑制覓水行爲。
林書葦指出，本次研究破解了果蠅大腦渴、餓神經細胞的神經迴路與交互作用，也代表口渴與飢餓的動機並非單純有一羣神經細胞負責渴訊號，另一羣神經細胞負責餓訊號；而是透過多種神經傳導物質的合作、競爭，去調控不同的腦神經元，使得覓水行爲只在渴的時候出現，而不會在飢餓的時候產生，使果蠅能夠依據生理需求做出正確的覓食抉擇。
▲實驗室裡飼養的果蠅。（圖／中央研究院提供）
然而，爲什麼渴的果蠅不會去找食物？除了leucokinin之外，是否還有其他的渴、餓訊號去調控？研究團隊將持續破解大腦的神經迴路機制。林書葦表示，人類許多神經疾病，如憂鬱症、厭食症、成癮症等，都和腦內的動機系統有關。相較於人腦有1000億顆神經細胞，果蠅的大腦只有10萬個神經細胞，功能卻一應俱全。本研究利用果蠅探討渴、餓訊號在腦回路中的運作，盼找出果蠅大腦中與動機有關的神經迴路機制與神經傳導物質，有助於瞭解更復雜的人腦，爲相關疾病找出成因及可能的治療方式。
▲分生所助研究員林書葦、第一作者芭雅希、分生所博士曹昌暉（左至右）。（圖／中央研究院提供）