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你会选择吃「巧克力味道的屎」还是「屎味的巧克力」?

知乎精选 2021-07-12 01:08:29

巧克力味的屎vs屎味的巧克力,你会选哪个

有人可能会从世界观角度分析,有人会引申到情感问题。

而有些科学家最近做了一个真正的食物实验,分析了大脑在面对这个艰难选择时,是如何做决定的。当然,他们是用实验动物来做的。来看看他们刚刚发表在《自然》旗下子刊Nature Communications上的研究结果。

你会选择吃「巧克力味道的屎」还是「屎味的巧克力」?

在这项研究中,耶鲁大学的科学家给果蝇同时准备了两份食物。果蝇的口味和人类有点像,爱吃甜甜的、高热量的食物,不爱吃苦——苦味往往意味着有毒有害。研究人员准备的食物,一份高热量,含有充足的糖分,但同时掺了奎宁,所以比较苦;另一份热量低,糖分较少,但没掺果蝇讨厌的苦味物质。

那么,果蝇是如何选择的呢?选味道好的,还是吃得饱的?在它们做出选择时,它们的大脑是怎么“想”的呢?研究人员利用神经成像技术,跟踪记录了果蝇脑中的神经元活动。

你会选择吃「巧克力味道的屎」还是「屎味的巧克力」?
▲不太饿(禁食 2 小时和 6 小时)的果蝇,大多愿意选择糖分较少但不苦的食物;饿久了(禁食 21 小时),半数以上会选掺苦味的高糖食物(图片来源:参考资料[1])

总的来说,果蝇的选择取决于它们有多饿。越饿,就越有可能忍受苦味来摄取更多的热量。

不过进一步研究显示,果蝇做出选择的背后,真正的神经机制要更复杂一些。

根据研究人员的介绍,果蝇的味觉、嗅觉等感觉信息会传递到脑中的扇形体(fan-shaped body)区域,在那里整合各种信息,最终做出决策。

利用光遗传学和化学连接组学等新方法,研究人员在扇形体中鉴定出一组特殊的神经元。被果蝇拒绝的味道会强烈抑制这些神经元的活动,意味着它们负责编码食物选择的行为。而且,出现新的食物选项时,这些神经元的活动模式会发生适应性变化。

你会选择吃「巧克力味道的屎」还是「屎味的巧克力」?
▲在果蝇的决策中心扇形体鉴定出一组神经元 FBl6,决定选哪种食物吃(图片来源:参考资料[1])

更有意思的是,研究人员确定了一个由神经肽和多巴胺等化学物质组成的上游信号网络,当他们人为操纵传入扇形体的神经信号,可以改变果蝇的选择。例如参与代谢的神经元被人为调低活性后,果蝇即使在饥饿状态下也会倾向于选择味道较好、营养较少的食物。

这些结果表明,果蝇的小脑袋在面对艰难选择时,做出的决定不单考量了食物尝起来是甜的还是苦的(是屎味还是巧克力味),还取决于既有的经验(包括选择的后果)、饥饿的状态,这些信息都被整合到扇形体中。“这是一个很大的反馈环路,而不仅仅是自上而下的决策。”这项研究的负责人 Michael Nitabach 教授总结说。

果蝇的选择,似乎也对人类有所启发。Nitabach 教授补充道:“这项研究提供了一个模板来了解饥饿和内部情绪状态等因素如何影响我们的行为。”

研究人员指出,人类大脑中的神经活动同样受到神经肽和神经递质多巴胺分泌的调节,其中多巴胺与情绪和奖赏感有关。这个神经网络的变化会改变大脑对不同类型食物的反应。换句话说,我们认为自己有意识地做出了对食物的选择,有时可能默默地受到了神经化学的左右

参考资料: [1] Preeti Sareenet al., (2021) A neuronal ensemble encoding adaptive choice during sensoryconflict in Drosophila. Nature Communications. Doi: https://doi.org/10.1038/s41467-021-24423-y [2] More filling? Tastes great? How flies, and maybe people, choosetheir food. RetrievedJuly 6, 2021 from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-07/yu-mft070121.php 

▎药明康德内容团队编辑

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