生活中,許多人有過這樣的經歷:一次食物中毒后,對某種食物產生了持久的厭惡感。比如,吃了一次不新鮮的生蠔,導致上吐下瀉,在之后的很長一段時間內,即使再次看到美味的生蠔,也提不起吃它的興趣。
2025 年 4 月,《自然》雜志 上的 一項研究, 揭示 了大腦對“食物中毒”的神經反應機制。那么,在進食后數小時出現癥狀的情況下,大腦是如何將不適感與特定食物聯系起來的呢?這項研究找到了答案。
小鼠實驗:規避“有毒”的葡萄飲料
為了探究食物中毒后的影響,研究人員先讓實驗小鼠飲用一種葡萄味的 Kool-Aid 飲料(Kool-Aid 是一種速溶飲料粉品牌),這種葡萄味道對小鼠來說是以前從來沒喝過的。30 分鐘后,小鼠并沒有立即表現出任何不適,接著被注射了一種氯 化鋰(LiCl)化合物,這種物質可以引發短暫的胃腸道不適,以此來模擬“食物中毒”。
小鼠食物中毒示意圖 圖片來源:作者使用 AI 生成
為什么要在小鼠喝下飲料 30 分鐘后才讓其產生不適呢?這是為了更符合現實生活中常見的情境——我們往往在飯后數十分鐘甚至數小時才感到惡心或不適。這樣設計可以用來探究:大腦是否還能準確地把“早先攝入的味道”與“之后的身體不適”建立起聯系?
在經歷了一次“葡萄味+胃腸不適”的組合后,小鼠被放置在一個選擇裝置中,面對兩個飲水瓶:一個是葡萄味 Kool-Aid 飲料,另一個是清水。僅僅一次胃腸不適經歷后,小鼠就清晰地表現出偏好轉移。它們明確地避開葡萄味飲料,選擇喝水。這表明它們已將葡 萄味與“生病”聯系在一起,并在行為上主動回避。這種現象被稱為“條件味覺厭惡”,是動物避免攝入潛在有毒食物的一種本能性學習方式。
模擬小鼠食物中毒實驗 圖片來源:參考文獻[1]
研究人員還發現,這種厭惡記憶只會在面對“新穎”味道時形成。如果小鼠在實驗前已經連續四天接觸過葡萄味飲料,也就是提前“熟悉”了這種味道,那么即使之后再注射氯化鋰化合物,它們也并不會表現出同樣的回避行為。這說明,大腦在面對新鮮體驗時更加警惕,更傾向于將新味道標記為潛在風險,而對熟悉的食物則不易形成負面關聯。
“延遲學習”的神經機制
動物的大腦,當然也包括我們人類的大腦,是一個擅長“關聯”的高手,哪怕兩件事之間隔了半個小時,它也能把“吃過的東西”與“腸胃不適”牢牢地綁定在一起。那么,大腦到底是怎么做到這一點的呢?
研究人員通過對小鼠大腦的活動進行追蹤,發現了一個關鍵的“記憶中樞”——中央杏仁核(central amygdala, CEA)。這個區域過去就被認為和恐懼、情緒的學習有關,而這項研究進一步證實,它在味覺與延遲不適的關聯中扮演了核心角色。
實驗發現,中央杏仁核在以下三個階段都特別活躍:當小鼠第一次嘗到新味道時、30 分鐘后感到不適時、以及兩天后回憶起這個味道時。中央杏仁核就像一個負責記錄“危險食物清單”的記錄員,會把“葡萄味”這條信息從味蕾一路關聯到“這種食物吃了會不舒服”的結果,并儲存在記憶里。
而連接這一切的,是一群來自腦干旁腦橋的神經元,它們被稱為 CGRP 神經元。這些神經元可以感知小鼠身體的不適狀態,比如惡心、胃脹或腸道反應,然后把“你生病了!”的信號快速送到中央杏仁核。科學家甚至用光遺傳學手段激活這些 CGRP 神經元,成功讓小鼠在沒有真正中毒的情況下,也對某種味道產生了厭惡。
通過光遺傳學手段讓小鼠沒中毒的情況下對某種味道產生了厭惡 圖片來源:參考文獻[1]
更妙的是,這種信號傳遞不是“廣播式”的,而是精準定位的。CGRP 神經元會“重新激活”中央杏仁核中曾經對特定味道反應過的神經元——這就像某種“定向回憶機制”。如果某個神經元在你第一次吃葡萄味食物時曾活躍過,等你 30 分鐘后感到惡心時,它又會被再次激活。這種“重激活”被認為是記憶鞏固的關鍵環節,是大腦完成“延遲學習”的神經機制基礎。
大腦通過神經重激活機制強化記憶
大腦的“記憶鞏固”并不像電腦那樣可以一鍵保存,而是一個需要“重復確認”的過程。在這項研究中,科學家通過一種先進的 Neuropixels 2.0 探針技術,從小鼠“進食”到“生病”再到“回憶”,對中央杏仁核的單個神經元進行長時間記錄,實時觀察它們在整個過程中的活躍情況。
他們發現,那些曾經在小鼠首次飲用葡萄味飲料時活躍的神經元,在 30 分鐘后小鼠因胃不適時再次被激活。更重要的是,這種“二次激活”并不是隨機的,而是與最初編碼特定味道的神經元高度吻合。就像這些神經元“牢牢記住”了這一味道并表示:“就是這家伙害我不舒服,下次別再碰了!”
這種機制被稱為再激活驅動的突觸可塑性,意思就是神經元之間的連接會因為這種重復激活而變得更強,由此形成一種穩定的神經“記憶印記”。這也解釋了為何一次中毒經歷就足以讓我們終生 記住“不要再吃它”。相反,如果沒有出現不適反應,這些味道相關的神經元很快就會“冷靜”下來,相關記憶也會逐漸淡化。
研究人員還發現,如果小鼠缺乏 CGRP 神經元,即使經歷了胃部不適,它們的大腦也無法重新激活曾經參與味道編碼的神經元。這說明,沒有這個像中轉站一樣的 CGRP,大腦就無法完成“把不適感歸因于剛吃過的東西”這一學習任務。這也進一步證明了:CGRP 神經元是連接“生病”和“記憶”的神經橋梁,而中央杏仁核是大腦中負責打標簽、下結論的“反應中樞”。
總結
這個發現揭示了一種全新的記憶形成方式:并不是所有記憶都需要反復學習,在某些情況下一次經歷就足夠產生“難忘的記憶”。不過,前提是你的身體反應夠“強烈”,你的大腦能準確捕捉到這一點,并通過再激活與神經可塑性機制將其牢牢地寫入記憶系統。除了適用于食物厭惡,這可能還是我們面對創傷性記憶時形成強烈情緒反應的神經基礎。
從生存進化的角度來看,這種機制或許曾幫助我們的祖先避開了腐爛的漿果、有毒的菌菇,甚至是只嘗過一口的有害飲品。那么,你有過類似的經歷嗎?有沒有什么食物,讓你經歷過一次食物中毒后,就再也不愿接觸了?跟我們分享一下你的“厭食記”吧 !
醫學界神經領域交流群正式開放!
加入我們吧!
參考文獻
[1]Zimmerman, Christopher A., et al. A neural mechanism for learning from delayed postingestive feedback. Nature (2025): 1-10.
[2]Wilcoxon, Hardy C., William B. Dragoin, and Paul A. Kral. Illness-induced aversions in rat and quail: Relative salience of visual and gustatory cues. Science 171.3973 (1971): 826-828.
[3]Garb, Jane L., and Albert J. Stunkard. Taste aversions in man. American Journal of Psychiatry 131.11 (1974): 1204-1207.
責任編輯:夢琳
*"醫學界"力求所發表內容專業、可靠,但不對內容的準確性做出承諾;請相關各方在采用或以此作為決策依據時另行核查。
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.