美国能源部布鲁克海文国家实验室的研究人员发现了大脑与胃之间相互作用的新线索，这种相互作用与情绪和暴饮暴食及肥胖的发生密切相关。通过研究植入胃部的刺激装置如何向大脑发送‘饱腹感’信号，科学家们识别出了驱动肥胖者暴饮暴食欲望的大脑回路。这些回路与导致成瘾者渴望药物的回路相同。研究还验证了这些回路在与缓解负面情绪相关的进食行为中起到了关键作用。相关研究成果发表在2006年10月17日的《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。
布鲁克海文实验室转化神经影像中心的首席作者Gene-Jack Wang表示：“这项研究开辟了理解身体与大脑之间联系的新领域，并揭示了这种联系与肥胖之间的关系。我们能够模拟胃部饱腹感的过程，并首次观察到从胃部到大脑的信号传递路径，这种路径能够关闭大脑继续进食的欲望。”
Wang和他的团队研究了7名肥胖患者的脑代谢情况，这些患者在一到两年前植入了胃部刺激器。这种刺激器是一种实验性装置，类似于起搏器，通过对迷走神经进行低强度电刺激，使胃部扩张并产生向大脑传递‘饱腹感’信号的肽类物质。研究表明，这种装置能够减少进食的欲望。这项研究首次直接证实了哪些大脑区域参与了这一反应，并为胃部发送的饱腹信号如何影响进食行为提供了新的线索。
研究参与者接受了两次间隔两周的正电子发射断层扫描（PET）脑部扫描：一次在胃部刺激器开启的情况下，另一次在关闭的情况下。参与者并不知道刺激器是否处于开启状态。在扫描前，研究对象被注射了放射性标记的葡萄糖，以便通过扫描仪监测脑代谢情况。
Wang表示：“我们发现，植入的胃部刺激器能够显著改变与情绪控制相关的大脑区域的代谢活动，有效地抑制了这些肥胖患者的进食欲望。”
研究发现，这种变化在海马体中尤为显著。在胃部刺激期间，海马体的代谢活动提高了18%。海马体与情绪行为、学习记忆以及感觉和运动冲动的处理有关。海马体还在成瘾者与药物相关的记忆保留中起到重要作用，这表明肥胖者的饱腹记忆可能也受到海马体激活的影响。
此外，刺激器还向大脑的眶额皮质和纹状体传递了饱腹感信号，这些区域与药物成瘾患者的渴望和欲望有关。
在每次脑部扫描时，参与者还需填写一份问卷，测量他们的饮食行为，包括认知控制、无法控制的进食以及情绪化进食。结果显示，在胃部刺激期间，参与者自述的‘情绪化进食’评分比刺激器关闭时降低了21%。
Wang表示：“这进一步证明了海马体、情绪与进食欲望之间的联系，并为我们提供了新的见解，帮助我们理解肥胖者如何通过食物来缓解情绪。这一新发现的通路应在未来的研究中进一步探索，以确定其在肥胖治疗或预防中的潜在应用。”
该研究由美国能源部科学办公室生物与环境研究办公室、美国国家药物滥用研究所（NIDA）、美国国家酒精滥用与酒精中毒研究所（NIAAA）内部研究项目以及纽约州立大学石溪分校综合临床研究中心资助完成。研究合作者包括NIDA主任Nora Volkow、Julia Yang、Frank Telang、Yeming Ma、Christopher Wong、Dardo Tomasi、Peter Thanos和Joanna Fowler（其中Telang、Ma和Thanos隶属于NIDA和NIAAA的内部研究项目；Fowler同时在西奈山医学院任职）；以及石溪大学的Wei Zhu。研究期间，Yang为胃部刺激器制造商Transneuronix, Inc.（现为美敦力公司的一部分）的员工，但该公司未提供研究资金。
布鲁克海文实验室长期以来一直关注通过脑成像研究获得的脑化学研究。脑成像技术（如MRI和PET）是能源部支持基础物理和化学研究的直接成果。
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