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來(lái)源 | 生物谷(ID:BIOONNEWS)
一頓飯吃得飽飽的,放下筷子沒(méi)多久,眼睛又瞟向零食,手也跟著伸了過(guò)去。對(duì)于體重明顯超標(biāo)的青少年來(lái)說(shuō),這種現(xiàn)象尤為常見(jiàn)。我們通常將其歸因?yàn)樨澇曰蛘咭庵玖Ρ∪酰聦?shí)可能比想象中復(fù)雜得多。
近日,Int J Obes發(fā)表的一項(xiàng)腦成像研究,從神經(jīng)連接的角度給出了一個(gè)耐人尋味的答案:?jiǎn)栴}很可能出在大腦內(nèi)部幾個(gè)關(guān)鍵區(qū)域之間的通訊線路上。
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研究的核心對(duì)象是下丘腦。這個(gè)深藏在大腦底部的小小結(jié)構(gòu),卻是調(diào)控饑餓與飽腹感的總指揮部。它能夠感知血糖波動(dòng)和身體能量?jī)?chǔ)備,并據(jù)此向其他腦區(qū)發(fā)出進(jìn)食或者停止進(jìn)食的指令。研究者關(guān)心的問(wèn)題是:在嚴(yán)重肥胖的青少年中,下丘腦與其他腦區(qū)的對(duì)話是否出現(xiàn)了異常。
為此,研究團(tuán)隊(duì)招募了30名嚴(yán)重肥胖青少年,其體重指數(shù)超過(guò)同齡同性別者的第99百分位,平均年齡14.6歲;同時(shí)招募了26名健康體重青少年作為對(duì)照,平均年齡15.5歲。每名參與者分別在兩種狀態(tài)下接受靜息態(tài)功能磁共振掃描:一是在至少禁食一夜之后,二是在口服75克葡萄糖溶液(相當(dāng)于約300千卡熱量)之后。研究者以下丘腦為種子區(qū)域,計(jì)算其與全腦各個(gè)體素的功能連接強(qiáng)度。
空腹時(shí):下丘腦與小腦連接偏弱,與感覺(jué)區(qū)連接偏強(qiáng)
在空腹?fàn)顟B(tài)下,與健康體重組相比,嚴(yán)重肥胖青少年的下丘腦與雙側(cè)小腦以及左側(cè)枕中回之間的功能連接顯著減弱。小腦傳統(tǒng)上被認(rèn)為是運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)中樞,但近年研究發(fā)現(xiàn)它也參與整合與食物相關(guān)的多種信息,包括獎(jiǎng)賞感受和情緒狀態(tài)。下丘腦向小腦發(fā)送的信號(hào)減弱,可能意味著饑餓相關(guān)信號(hào)的整合效率下降。
與此同時(shí),這些青少年的下丘腦與右側(cè)中央后回、右側(cè)緣上回的連接卻顯著增強(qiáng)。這兩個(gè)腦區(qū)涉及軀體感覺(jué)和空間感知。換句話說(shuō),空腹時(shí)他們可能對(duì)來(lái)自胃腸道的感覺(jué)信號(hào)格外敏感,更容易捕捉到饑餓的感覺(jué)。
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圖1 禁食(A)和進(jìn)食后(B)狀態(tài)下,嚴(yán)重肥胖青少年與健康體重青少年下丘腦功能連接差異圖
進(jìn)食后:獎(jiǎng)賞回路被激活,控制回路反而冷落
口服葡萄糖模擬了進(jìn)食后的代謝狀態(tài)。此時(shí)出現(xiàn)了一個(gè)關(guān)鍵轉(zhuǎn)變:嚴(yán)重肥胖青少年的下丘腦與雙側(cè)額中回以及右側(cè)殼核之間的連接顯著增強(qiáng)。殼核是獎(jiǎng)賞系統(tǒng)的核心節(jié)點(diǎn),與渴望和尋求獎(jiǎng)賞的行為密切相關(guān);額中回則參與抑制控制和工作記憶,屬于理性調(diào)控的一部分。
然而另一組連接走向了反面:下丘腦與右側(cè)尾狀核和左側(cè)額上回的連接顯著減弱。尾狀核和額上回主要負(fù)責(zé)目標(biāo)導(dǎo)向行為和認(rèn)知控制,好比踩下剎車(chē)的那套系統(tǒng)。結(jié)果就是,進(jìn)食之后這些青少年的大腦出現(xiàn)了獎(jiǎng)賞油門(mén)被深踩、控制剎車(chē)卻松開(kāi)的局面。這也部分解釋了為什么他們已經(jīng)攝入了糖水,抑制能力反而下降,更難對(duì)食物誘惑說(shuō)不。
全腦網(wǎng)絡(luò):不以下丘腦為起點(diǎn),異常仍然廣泛存在
研究者還進(jìn)行了一輪沒(méi)有預(yù)設(shè)種子點(diǎn)的全腦分析,直接比較所有腦區(qū)之間的功能連接。在空腹?fàn)顟B(tài)下,嚴(yán)重肥胖青少年右側(cè)半球的多個(gè)腦區(qū)連接強(qiáng)度顯著高于健康體重組,包括右側(cè)顳上回、梭狀回、海馬旁回、海馬、額下回及舌回。額下回是反應(yīng)抑制的關(guān)鍵區(qū)域,海馬與情景記憶有關(guān),舌回則參與食物視覺(jué)信息的處理。這意味著即便沒(méi)有任何進(jìn)食任務(wù),僅處于安靜休息狀態(tài),嚴(yán)重肥胖青少年的大腦非穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)就已經(jīng)發(fā)生了廣泛的功能重組。
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圖2 禁食(A)和進(jìn)食后(B)狀態(tài)下,嚴(yán)重肥胖青少年與健康體重青少年全腦功能連接差異圖
進(jìn)食后,相比空腹?fàn)顟B(tài),這些青少年的雙側(cè)海馬旁回、海馬、右側(cè)殼核、梭狀回及顳上回的連接強(qiáng)度進(jìn)一步增加。這些腦區(qū)高度集中在記憶和獎(jiǎng)賞通路,為非穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的異常活躍再次提供了證據(jù)。
總結(jié)
青少年嚴(yán)重肥胖并非簡(jiǎn)單的熱量攝入過(guò)剩,其背后存在大腦穩(wěn)態(tài)中樞下丘腦與獎(jiǎng)賞、認(rèn)知控制等多個(gè)非穩(wěn)態(tài)腦區(qū)之間的功能連接異常。這種異常在空腹時(shí)就已經(jīng)存在,在進(jìn)食后變得更加突出。研究提示,肥胖的神經(jīng)基礎(chǔ)應(yīng)當(dāng)是穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)與非穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同失調(diào),而非單一環(huán)節(jié)的故障。將下丘腦納入青少年肥胖的神經(jīng)生物學(xué)框架,不僅有助于解釋為何部分青少年難以管住自己的食欲,也為未來(lái)在神經(jīng)層面評(píng)估和干預(yù)肥胖提供了關(guān)鍵的科學(xué)依據(jù)。
參考文獻(xiàn):
Shapiro ALB, Pauley ME, Moore JM, et al. Altered hypothalamic functional connectivity in adolescents with severe obesity. Int J Obes (Lond). Published online June 2, 2026. doi:10.1038/s41366-026-02114-2
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