动物利用它们的嗅觉来导航世界——寻找食物、嗅出配偶和嗅出危险。但是，当一只饥饿的动物同时闻到食物和一名异性时，是什么让晚餐更有吸引力呢?到底是什么让食物的气味告诉我们“选择我吧”?

哈佛医学院(Harvard Medical School)研究人员的研究阐明了食物吸引的神经生物学基础，以及饥饿的老鼠如何选择关注环境中的一个物体而不是另一个物体。

在他们3月3日发表在《Nature》杂志上的研究中，Stephen Liberles和合著者Nao Horio确定了促进对食物气味的吸引力超过其他嗅觉线索的途径。

在一系列实验中，研究人员锁定了一种被称为神经肽y (NpY)的信号分子，它由调节饥饿的神经元分泌到大脑的丘脑区域，该区域调节一系列生理功能，包括向皮层传递感觉信息。

“事实证明，特定的神经元通过丘脑释放一种名为NpY的神经递质‘倾听’饥饿状态，”哈佛医学院布拉瓦特尼克研究所(Blavatnik Institute at HMS)的细胞生物学教授、霍华德·休斯医学研究所(Howard Hughes Medical Institute)的研究员Liberles说。

在食物和浪漫之间做出选择

“在老鼠身上，食物气味和性信息素都是有吸引力的，但它们与不同的生理驱动有关，”Liberles实验室的博士后研究员Horio说。“这表明，气味激活了由生理需要形成的平行神经回路。”

为了查明老鼠做出基于需求的决定的途径，Horio做了一个实验。一开始，她把老鼠放在一个有两个气味通道的笼子里:一个发出老鼠食物的气味，另一个从异性老鼠身上散发信息素。Horio记录了老鼠在每个端口停留的时间，较长的时间表明了动物的偏好。

科学家观察到，对饱腹的老鼠来说食物气味和信息素同样有吸引力，但饥饿的老鼠对食物气味表现出强烈的偏好。被喂食的老鼠先前接触过潜在的配偶，对性信息素表现出明显的偏好，而饥饿的老鼠则没有。为什么饥饿会改变人们的选择?

说明了食物吸引力的化学作用

下丘脑(大脑深处的一个微小的杏仁状腺体)中的神经元释放出一种被称为agouti相关肽(AGRp)的分子。已知这些神经元会触发对食物的渴求。为了研究分泌AGRp的神经元的影响，研究人员使用了一种被称为光遗传学的技术，这种技术可以让科学家利用光开关神经元的开关。实验表明，即使是在喂食的动物中，AGRp神经元的激活也会促使老鼠像饥肠辘辘一样去研究食物气味。

AGRp神经元有广泛而广泛的分支，所以研究人员想知道大脑的哪些区域受到了刺激。进一步的实验表明，整个大脑的多个AGRp神经元终端被激活，但只有位于脑室旁丘脑的终端改变了食物气味偏好。当他们这样做时，不饿的老鼠被食物吸引。相反，在饥饿的老鼠中，沉默AGRp在丘脑这个区域的投射减少了对食物气味的吸引。

“这一观察结果让我们相信，禁食期间对AGRp神经元的持续刺激，通过不断向下游神经元发出信号，增强了对食物气味的吸引力，”Liberles说。

最后一个障碍是确定AGRp神经元释放的三种主要神经递质中的任何一种——AGRp、NpY和GABA——是否需要饥饿依赖的气味吸引，如果需要，是哪一种。

为了找到答案，Liberles和Horio用三组老鼠重复了这个实验——每一组老鼠都经过基因改造，没有这些神经递质中的一种。

缺乏AGRp和GABA的饥饿老鼠仍然对食物气味有吸引力。然而，缺乏NpY的饥饿动物对食物气味的吸引力并不比对信息素的吸引力大。NpY基因敲除的老鼠，无论他们是否吃饱，对食物气味的吸引力都低于对信息素的吸引力。此外，缺乏特异性NpY受体NpY5R的小鼠也失去了对食物气味的饥饿依赖吸引力。

此外，在与配偶接触后，缺乏NpY的老鼠更容易被信息素吸引而不是食物，这一发现表明，与NpY不同的机制参与了对信息素的嗅觉反应。

研究表明，饥饿状态会引发一种复杂的信号级联，通过使食物的气味令人开胃，促使动物寻找营养，并使食物成为比其他食物更有吸引力的选择。实验表明，NpY及其受体NpY5R是该级联中的统一信号。未来的研究将进一步研究NpY如何作用于某些嗅觉回路而不是其他回路，以及动物如何学会将食物与某些气味联系起来。

“似乎不同的神经递质对其他行为驱动起到了聚焦的作用，丘脑就像一个开关，根据生理需要优先关注感官输入，”Liberles说。

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