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在自然界中,動物覓食時總要在“吃飽”和“保命”之間做權衡:食物可能在危險區域,靠近捕食者就可能喪命。正常情況下,恐懼會壓倒食欲,讓人(或動物)選擇安全但沒那么好吃的食物。但現實中,很多人即使知道高熱量食物有害健康,仍忍不住在壓力大、熬夜或情緒低落時暴食炸油炸食品或蛋糕,仿佛“危險警報”被暫時關掉了。
基于此,2025年12月14日,美國國立衛生研究院Michael J. Krashes研究團隊在Current Biology雜志發表了“High-fat food reinforces risk taking by suppressing defensive neurons”揭示了高脂食物通過抑制防御性神經元來強化冒險行為。
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為探究高脂飲食(HFD)如何改變冒險行為,作者設計了一種沖突實驗范式:讓小鼠在面臨天然捕食者威脅的情況下覓食。結果顯示,在大鼠捕食者存在時,攝食標準飲食(SD)的小鼠進食量顯著減少,而攝食高脂飲食的小鼠則不顧威脅繼續尋找并攝入高脂食物。這種行為轉變依賴于先前的高脂飲食暴露史和代謝需求,表明驅動該偏好的是攝食后的生理體驗,而非即時的感官線索。高脂飲食抑制PMd中Cck神經元活動,削弱風險回避,促使小鼠在危險中持續覓食;調控該神經元可雙向調節高脂攝入與風險決策。這些發現表明,高能量飲食通過改變整合食物獎賞與危險感知的神經回路,調控以生存為導向的行為。本研究為理解膳食因素如何塑造決策提供了機制性見解,對解釋在高熱量食物豐富但伴隨風險的環境中出現的適應不良性進食行為具有重要意義。
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圖一 高脂飲食將行為優先級從安全轉向高風險的食物攝取
作者利用風險-獎賞沖突行為范式發現:饑餓小鼠在感知捕食者威脅時會顯著減少SD的攝入,表現為進食延遲、回避威脅區。然而,當食物換成60%HFD時,小鼠即使面對捕食者,仍能攝入與安全環境下相當的熱量。盡管首次進食稍有延遲、停留時間略短,但總攝入量未受影響且明顯優先選擇HFD而非SD。
自動追蹤顯示,面對SD時,小鼠只在捕食者遠離食源時才靠近;而面對HFD時,它們常與捕食者同時出現在食源附近,共處時間增加一倍以上,說明高脂食物顯著提升了風險容忍度。這種行為依賴于兩個關鍵因素:一是能量需求(飽食小鼠不再冒險),二是攝食經驗(從未接觸HFD的小鼠幾乎不吃,但一次24小時暴露后即顯著增加冒險攝食)。
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更重要的是,僅靠嗅聞或味覺無法驅動該行為:味覺缺陷(TRPM5敲除)小鼠或僅接觸HFD氣味但未攝入者在威脅下仍回避進食。相比之下,高糖食物在同樣條件下無法克服風險回避,表明高脂飲食具有獨特的行為驅動效力。
綜上,高脂飲食并非通過感官愉悅,而是通過攝食后的生理反饋信號,重塑了大腦對風險與獎賞的權衡機制,使動物在危險環境中仍優先追求高能量食物。這一機制可能有助于解釋,在高熱量食物泛濫的現代社會中,人們為何容易持續選擇不健康飲食,即使明知其長期健康風險。
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圖二 高脂飲食促使個體選擇高風險的食物,而非安全選項
當食物選擇涉及“安全但難吃”和“危險但美味”時,小鼠會如何抉擇?研究者改進了風險-獎賞沖突實驗:讓饑餓小鼠在安全區(遠離捕食者)吃SD,或在威脅區(緊鄰活大鼠)吃HFD。
首先驗證實驗設計:當兩邊都是SD時,無威脅下小鼠無位置偏好;但一旦有捕食者,它們幾乎全部選擇在安全區進食,說明能有效感知并回避風險。然而,當安全區是SD、威脅區是60% HFD時,情況逆轉。即使有捕食者,絕大多數小鼠仍冒險去吃高脂食物,攝入量和進食積極性幾乎不受影響。這表明HFD的獎賞價值足以壓倒對危險的本能回避。
進一步測試發現,即使是脂肪含量較低的30% HFD(蔗糖相同),小鼠也寧愿冒風險去吃,而不選安全區的SD。但當安全區放30% HFD、威脅區放60% HFD時,無威脅下小鼠明顯偏愛更油膩的60% HFD;而有捕食者時,這種偏好減弱,兩種食物的選擇趨于均衡,首次選擇高脂食物的比例從70%降至40%,說明小鼠會根據風險高低與獎賞差異的對比靈活調整策略。
總之,高脂食物具有強大的行為驅動力,能讓動物甘冒風險;但當風險升高或食物間的“美味差距”縮小時,它們又能理性權衡,展現出精細的風險-收益評估能力。這一機制有助于理解為何人類在面對高熱量美食時,常常“明知有害卻難以抗拒”。
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圖三 高脂飲食抑制PMdCck逃避神經元驅動風險覓食
研究發現,動物在面對HFD時,即使身處危險環境,也會冒險停留更久、吃得更久,這種行為可能以增加被捕食風險為代價。作者推測,HFD通過抑制大腦中負責“逃跑”的防御神經回路,讓動物從“快逃”轉向“快吃”。
作者將焦點放在背側乳頭體前核(PMd)中一類表達膽囊收縮素(Cck)的神經元上,這些細胞能感知威脅并觸發逃避行為。通過光纖記錄技術實時監測饑餓小鼠在捕食威脅下覓食時的神經活動并結合高精度進食sensor,發現:每次開始吃東西時,PMdCck神經元都會被快速抑制;
吃高脂食物時,這種抑制更強、持續時間更長且抑制程度與單次進食時長直接相關;但進食結束后,無論吃的是普通飼料還是高脂食物,這些神經元都會迅速恢復活躍,并常伴隨逃跑動作,說明它們確實參與“吃完就跑”的防御反應;在靜止不動時,不同飲食條件下神經元活動并無差異,排除了整體活性下降的可能;即使小鼠只短暫接觸過一次HFD,其PMdCck神經元的基礎活性也未改變,說明變化是進食過程中的動態調控,而非長期適應。
總之,高脂食物并非靠“更好吃”來吸引動物,而是通過在進食時特異性“關閉”大腦的警報系統(PMdCck神經元)讓動物暫時忽略危險,專注于攝取高能量食物。
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圖四 PMdCck神經元在感知威脅下調控攝食行為
研究發現,PMdCck是大腦“危險警報系統”的關鍵組成部分,它們在感知威脅時被激活,驅動逃避行為。
作者通過光遺傳技術操控這些神經元,驗證其在風險與進食之間的調控作用:激活PMdCck神經元(即使在無捕食者環境中):無論食物是普通飼料還是HFD,小鼠都會立即停止或減少進食,頻繁試圖逃跑且主動回避被激活的區域;關閉光照后,攝食迅速恢復,說明效果短暫。
在雙食選擇任務中(安全區SD vs. 威脅區HFD):光激活PMdCck神經元能顯著削弱小鼠對高脂食物的冒險偏好,使其轉向安全區,總熱量攝入下降,表明高脂獎賞被“警報信號”壓倒。
抑制PMdCck神經元(在真實捕食威脅下):小鼠原本因恐懼幾乎不吃普通飼料,但一旦這些神經元被抑制,立刻開始進食,說明防御反應被解除,覓食優先級上升。
綜上,PMdCck神經元是風險-獎賞決策的“開關”。
總結
綜上所述,作者的研究揭示了PMdCck神經元作為風險-獎賞整合的關鍵節點,其活動受攝食行為、食物價值及威脅信號的動態調控。外側下丘腦等上游腦區可能通過抑制該通路,削弱防御反應以優先滿足能量需求。未來需進一步解析高脂飲食是否特異性重塑這一環路,以及是否存在其他并行通路協同作用。這些發現為理解如何在危險與生存需求之間做出權衡,提供了重要的神經機制基礎。
文章來源
https://doi.org/10.1016/j.cub.2025.11.020
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