水够吗?大脑的口渴中枢会对内脏进行检查
现在到处都是水瓶，还有各种关于你到底应该喝多少水的建议。但你的大脑是如何知道你什么时候已经喝够了，并能停止口渴的呢?加州大学旧金山分校2019年3月27日发表的一项新研究自然-也许有答案。
直到最近，科学家们还认为，当大脑中一个叫做下丘脑的区域检测到血液中的水合作用下降时，它会让我们感到口渴。但加州大学旧金山分校的神经科学家、生理学副教授、霍华德·休斯医学研究所研究员扎卡里·奈特博士意识到，这并不是事情的全部——尤其是当一杯清爽的饮料开始让我们的心变得止不住的时候渴几乎是在它接触到我们的嘴唇的时候，尽管需要10分钟或更多的时间来真正改变我们的整体水分。
在一个2016年的研究，奈特实验室的研究生克里斯托弗·齐默尔曼帮助解释了这一现象感觉信号当老鼠喝水时，来自口腔和喉咙的口渴神经元在下丘脑立即关闭。这些传感器似乎可以根据动物吞下的液体量来预测饮料的补水效果，而且它们对冷液体特别敏感，这也许可以解释为什么冰饮料如此提神。
齐默尔曼说:“这种来自口腔和喉咙的快速信号似乎能追踪你喝了多少水，并将其与你身体的需求相匹配。”“但我们也知道，这种快速信号并不能解释一切。”
特别是，研究人员想知道大脑是如何确切地知道一杯饮料的补水效果的。毕竟，大海水虽然不能解渴，但会像冰箱里的冰水一样激活口腔和喉咙里的许多相同的感受器。
在他们的新研究中，齐默尔曼和同事使用柔性光纤植入下丘脑附近，观察小鼠饮水时口渴神经元的活动盐水．与团队早期的结果一致的是，当口渴的动物喝水时，这些神经元确实会安静下来，但随后又会迅速恢复，就好像有其他传感器在测试动物刚刚喝下的水，并提醒大脑:“太咸了——保持口渴!”
为了弄清这些信号是否来自肠道，研究人员将液体直接注入口渴小鼠的胃中，同时观察它们口渴神经元的活动。他们发现，与喝水一样，注入淡水也能使这些细胞失去活性，但注入盐水后，口渴神经元仍保持活跃。当给老鼠注入盐，然后让它们喝纯净水时，它们的口渴神经元最初在喝水时安静下来，但很快又恢复了，好像在暗示需要喝更多的水来弥补胃里增加的盐。
这些结果表明，齐默尔曼在2016年发现的口腔和喉咙中的传感器让大脑暂时解渴，以奖励喝水的动物，但口渴神经元随后根据肠道(作者认为，可能在小肠的开始)中的第二级传感器来评估这一决定，该传感器预测饮料为动物补充水分的效果，并告诉它是否需要保持喝．
齐默尔曼说:“有趣的是，盐水并没有促使水分充足的老鼠喝水，而是让已经口渴的老鼠喝水。”“这表明，解渴需要来自肠道的信号，但实际上你首先需要脱水才能引发口渴。”
研究人员表明，肠道的水合信号通过迷走神经来激活口渴神经元。利用一种叫做光遗传学的技术，科学家可以利用光束激活或关闭特定的神经元群，研究人员展示了这些位于下丘脑穹下器官(SFO)的细胞如何将信息传递给附近的中位视前核(MnPO)，后者可以通过驱使动物喝水和告诉肾脏保存血液中的水分来做出反应。
研究人员很感兴趣地发现，MnPO中的单个神经元子集似乎对来自口腔和喉咙的饮水信号、来自肠道的饱腹感信号以及来自血液的动物整体水化水平的信息做出了反应和整合。附近的其他细胞也编码其他信息，如动物的压力水平或水源的可用性。
奈特说:“这是我们第一次能够实时观察单个神经元整合来自身体不同部位的信号来控制饮酒等行为。”“这为研究所有这些信号如何相互作用打开了大门，比如压力或体温如何影响口渴和食欲。”
除了研究SFO和MnPO口渴神经元的正常功能外，研究人员希望利用这些见解来了解这些缺陷是否如何神经元调节体内液体平衡可以解释高血压等疾病的起源。
奈特说:“下丘脑是将我们的生理机能保持在健康范围内的关键中心，无论是补水、食欲、确保我们处于合适的温度，还是控制血压——所有这些需求都相互竞争和调整。”“一直很难研究所有这些因素是如何在活体动物的大脑中相互作用的，但像这样的研究开始让我们研究这个关键问题。”
