药明康德/报道
许多重大科学发现，往往来源于生活。忙完一天的工作，我们时常陷入一个永恒的难题——晚上吃啥？而科学家们则往往将问题想得更深一步——大脑如何决定晚上要吃啥？
今日，顶级学术期刊《科学》上刊发了一篇来自约翰·霍普金斯大学（Johns Hopkins University）的研究论文。论文中，负责人Mark Wu教授与他的研究团队发现，一群脑细胞决定了我们对蛋白类食物的欲望。
▲本项研究的主要负责人Mark Wu教授（图片来源：约翰·霍普金斯大学）
在神经科学领域，“吃些啥”一直是研究人员关注的热点之一。对于懂得均衡饮食的人类来说，我们自然可以自行搭配蛋白质、碳水化合物、脂肪的比例，做到吃得健康。可是，对于其他动物来说，它们是否知道饮食均衡的重要性呢？
为了回答这个问题，研究人员在果蝇中设计了一套实验。他们在果蝇的饮食中去除酵母，这相当于去除了果蝇的蛋白质来源。“吃素”吃了一周后，这些果蝇又被转移到了含有酵母的环境。研究发现，它们开始疯狂地吃起了酵母，仿佛知道自己的身体缺乏蛋白质一般。更有趣的是，倘若在去除酵母的同时提供氨基酸（蛋白质组成部分），这些果蝇在一周后对于酵母的热情就大大减少。这也佐证，果蝇的确知道自己要注意饮食均衡——缺少蛋白，就得多吃点蛋白补一补。
▲“吃素”一周后，果蝇对酵母的需求明显上升（粉红色）。而补充过氨基酸的果蝇，对酵母的需求则并不大（绿色）（图片来源：《科学》）
那么问题来了，果蝇是怎么知道要吃些啥呢？
答案一定在果蝇的大脑中。为了寻找到果蝇大脑里的奥秘，研究人员采用了一种全新的遗传学工具。在它的作用下，神经元会被随机“沉默”。如果能找到那些突然失去“肉欲”的果蝇，并寻找到它们体内被“沉默”掉的神经元，那或许我们就找到了问题的关键。
在这套工具的帮忙下，研究人员很快就找到了一个特殊的神经环路，即一群相互沟通交流的神经细胞。当这条环路被抑制时，果蝇对酵母的食欲就有所下降。而当它被激活时，果蝇比寻常情况下要摄入更多的酵母。更有意思的是，无论开启还是关闭这条环路，果蝇的总体食欲不变。也就是说，这条环路仅仅决定了果蝇对蛋白类食物的偏好。
▲研究人员在果蝇中寻找潜在影响“肉欲”的神经环路（图片来源：《科学》）
研究人员还发现，在让果蝇“肉欲”大增的同时，这条环路也能起到抑制糖类摄入的作用。当果蝇食物中的酵母被移除后，这条环路的一支会被激活，促进蛋白的摄入；而另一支负责糖分摄入的环路则被抑制，减少其他营养物质的摄入。这样一来，果蝇的大脑就能自我调节，在缺乏蛋白的时候，有意识地进行更多蛋白摄入。
▲这条神经环路“多吃肉，少吃糖”的双重作用机制（图片来源：《科学》）
这或许与这些神经元的结构变化有关。研究人员在检视了这些神经元后发现，在缺乏蛋白质的情况下，促进蛋白摄入的那些神经元会出现延长，活跃的区域也因此而增加。所以，这些神经元能释放更多用于神经交流的化学物质，改变果蝇的饮食习惯。与之相反，负责糖分摄入的那部分则没有出现类似的变化。
在果蝇中的这项研究表明，“吃肉”吃少了，会影响大脑细胞的结构，从而让大脑对食物产生一定的偏好，最终影响动物的饮食习惯。长久以来，科学家们一直苦苦追寻的答案，终于浮出水面。
▲Mark Wu教授的科研团队（图片来源：Mark Wu教授实验室官网）
“成年果蝇一般更喜欢吃糖，但当它们蛋白质摄入不足时，大脑就会把蛋白质的优先级调高，并降低对糖分摄入的偏好。当这些果蝇遇到蛋白质时，就会对蛋白质更感兴趣，”Wu教授说道。
这项研究引起了许多人的兴趣。人们知道，过多摄入糖分对身体不利，而蛋白质又是塑身所需要的重要营养物质。目前，Wu教授与他的团队正在寻找能调控这一神经环路的分子。这些分子有朝一日或许能减少人们对糖分的摄入，从而轻易达到减肥健身的目的。
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参考资料：
[1] Branch-specific plasticity of a bifunctional dopamine circuit encodes protein hunger
[2] Study beefs up support for brain cells that control protein hunger
