口渴时，没有比喝水更令人满足的感觉了。但是，您的大脑如何知道何时脱水或饱食，以及它如何使用这些信息来开始或终止饮酒?加州理工学院的科学家现在绘制了老鼠大脑中神经元的电路图，该神经元电路通过刺激和抑制饮水来调节口渴。该电路提供了对哺乳动物大脑(可能包括人类)的口渴调节的洞察力。
这项工作是在生物学副教授Yuki Oka的实验室中完成的，并在2月28日在线《自然》杂志上发表的一篇论文中进行了描述。
小鼠大脑中存在三个已知会产生口渴的区域：子下器官(SFO)，椎板器官器官(OVLT)和视前中位核(MnPO)。这些区域一起在前脑(靠近大脑前部)形成称为椎板(LT)的片状结构。大脑的大部分区域都受到几乎不可穿透的血脑屏障的保护，血屏障是一层紧密堆积的细胞，将血液与大脑分开。但是SFO和OVLT并非如此，它们直接与小鼠的血液接触，从而允许这两个区域测量血液中的钠含量或咸度，这表明了水合程度。因此，LT是调节口渴的主要结构。
Oka和其他人的先前工作表明，SFO，OVLT和MnPO各自包含所谓的兴奋性神经元，当受到刺激时，它们会驱动饮酒行为。在这项新工作中，Oka的团队旨在发现LT中这些多种类型的兴奋性神经元如何形成启动饮酒的电路。
研究人员发现，特别是MnPO，是调节口渴的中心。它从SFO接收兴奋性输入，但反之则不然。研究小组还发现，当MnPO兴奋性神经元通过基因沉默后，刺激SFO或OVLT不会诱发饮酒。该研究揭示了LT中的分层组织的口渴回路：MnPO整合了来自SFO和OVLT的口渴信号，并将其传输到下游脑区以诱导饮酒。
抑制性神经元在补液前停止饮酒
研究小组还发现了另一个与口渴急性饱相关的神经回路。
“脱水后，您可能会吞下几秒钟的水，您会感到满意。但是，此时您的血液还没有补充水分：通常需要大约10至15分钟。因此，SFO和OVLT不会能够在饮酒后立即检测出血液中的水分。尽管如此，大脑甚至可以在身体完全补水之前就知道何时停止饮酒。”
由于大脑体内补液和饱食信号之间存在暂时的差异，研究人员认为某种快速信号必须抑制饮酒行为。最近的其他研究表明，喝酒后LT中的兴奋性神经元被迅速抑制。但是，如此快速的口渴饱腹感背后的神经回路仍然未知。
Oka的小组发现MnPO中某些所谓的抑制性神经元会立即对饮酒产生反应，并直接抑制SFO的口渴神经元。这些抑制性神经元是通过液体而不是通过摄入固体来特异性激活的。研究人员认为，这种抑制回路通过口咽(吞咽所涉及的一部分喉咙)的运动来监测液体的摄入，从而精确地抑制口渴的神经元。
新论文的主要作者，作者Vineet Augustine说：“当您真正口渴并迅速吞食液体时，喉咙就会以不同于吃食物的特殊方式运动。”“我们认为抑制性人群正在对这种快速摄入水的运动做出反应。”
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