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像许多人一样，大鼠也很乐意狼吞虎咽地享用美味的高脂肪零食。培根、香肠、巧克力甚至芝士蛋糕很快成为最近获得这些人类放纵食物的实验室大鼠的最爱——以至于这些动物开始依赖大量食物来感觉良好，就像吸毒者需要增加摄入量才能兴奋一样。
一项新的研究于 3 月 28 日在线发表在《自然神经科学》杂志上，描述了这些大鼠放纵的苦难，增加了关于 过度食物摄入如何触发大脑变化的研究文献，这些改变似乎会在进食者或使用者中产生神经化学依赖性。（《大众科学》是自然出版集团的一部分。）该工作的初步结果已在 2009 年 10 月的神经科学学会会议上展示。
像许多令人愉悦的行为（包括性和吸毒）一样，进食可以触发大脑中感觉良好的神经递质多巴胺的释放。反过来，这种内在的化学奖励增加了相关行为最终通过正强化条件反射变成习惯的可能性。如果通过暴饮暴食激活，这些神经化学模式会使这种行为难以摆脱——在许多人类病例中都看到了这种结果，保罗·肯尼指出，他是佛罗里达州朱庇特市斯克里普斯研究所分子治疗学系的副教授，也是这项新研究的合著者。“大多数超重的人会说，‘我想控制我的体重和饮食’，但他们发现很难控制自己的摄食行为，”他说。
尽管有越来越多的研究，但尚不清楚极端暴饮暴食是由大脑中的化学物质异常引起的，还是行为本身正在改变大脑的生化组成。肯尼和他的同事研究生保罗·约翰逊的新研究表明，这两种情况都是可能的。
更大的腰围，更高的阈值
为了了解暴饮暴食和肥胖如何改变大脑的奖励回路，研究人员在大鼠大脑中植入刺激电极，以监测它们不断变化的奖励阈值水平。一些大鼠每天只有一小时的时间享用美味的高脂肪食物，而另一些大鼠则几乎可以无限制地获取（每天 18 到 23 小时）。所有大鼠，包括没有给予人类食物的对照组，都可以自由获取水和标准的、健康的实验室大鼠粮。
毫不奇怪，可以长时间获取高脂肪食物的大鼠几乎不吃或根本不吃相对清淡的实验室食物，并且很快变得肥胖——摄入的热量大约是对照组（仅喂食鼠粮）的两倍。研究人员还发现，即使是有限时间获取不健康食物的大鼠也在尽力追赶。这些受试者平均每天在其可以食用垃圾食品的单小时内设法消耗了每日卡路里的 66%，从而形成了强迫性暴饮暴食的模式。然而，只有可以长时间获取不良食物的肥胖大鼠的奖励水平阈值急剧增加。
“肯尼小组的这项研究是一项巨大的贡献，”妮可·阿韦纳说，她是普林斯顿大学心理学系的访问研究员，她没有参与这项新研究，但已经完成了关于成瘾和高糖饮食的类似研究。许多研究已经将动物模型和人类的过度食物摄入与成瘾联系起来。2001 年发表在《柳叶刀》上的一项研究观察到，许多肥胖者的大脑中多巴胺受体与可卡因或酒精成瘾者的大脑中多巴胺受体同样缺乏。这项新研究更细致地理解了食物如何改变大脑——并表明大脑从一开始的差异就可能使个体容易暴饮暴食。
工程化一个暴饮暴食者
为了启动成瘾循环，必须感受到多巴胺，为此，大脑必须有充足的多巴胺受体。在许多药物滥用者中，多巴胺受体水平较低，无论是从一开始就如此，还是由行为引起的，都意味着他们越来越需要寻求更多诱导多巴胺的物质，以达到他们可以享受的神经化学奖励水平。然而，当对某种物质有依赖性的人停止使用它时，通常需要时间才能使耗尽的多巴胺受体恢复到基线水平。对于可卡因成瘾的小鼠来说，可能需要两天才能恢复正常水平。新研究中的肥胖大鼠需要两周才能恢复其基线受体密度。
为了衡量多巴胺受体的数量对大鼠的饮食行为产生了多大的影响，肯尼和约翰逊将一种病毒插入到一组测试动物的大脑中，以敲除它们的纹状体多巴胺 D2 受体，已知人类的许多药物滥用者体内的 D2 受体水平较低。他们发现，这些大鼠并没有逐渐增加大鼠大脑的奖励阈值和伴随的暴饮暴食行为，而是在接触高脂肪饮食后几乎立即具有更高的阈值并开始暴饮暴食。肯尼说，这种联系表明，对于 D2 受体水平较低的人来说，“它可能使你容易形成这种习惯性行为。”
遗传学可能在个体变得肥胖的可能性中发挥作用——在代谢和神经化学系统中都是如此。例如，在人类中，一种称为 TaqIA A1 等位基因的遗传标记与较少的 D2 受体以及药物成瘾和肥胖有关。肯尼说，在大鼠中，“偶尔每个研究中会有一两只动物没有暴饮暴食”。他和他的同事目前正在研究这种现象可能的遗传基础，以了解是否存在类似的遗传标记可以帮助人类避免肥胖。该领域的进一步发现可能有助于开发新的预防和治疗可能性。肯尼指出，咨询技巧、治疗甚至已证明对药物滥用有效的药物治疗可能对那些与暴饮暴食作斗争的人们有帮助。
展望当前治疗方法之外的方法可能很重要，因为仅靠节食通常被证明对于与暴饮暴食作斗争的人们来说是一种不成功的长期策略。这项新研究表明，在吃了 40 天的香肠和糖果饮食后——即使有常规的实验室大鼠粮，肥胖大鼠在美味食物被拿走后也对恢复更健康的饮食兴趣不大。事实上，在剥夺了习惯于高脂肪食物的大鼠的人类垃圾食品后，这些大鼠平均会拒绝吃它们的标准鼠粮 14 天。“我对这种效果的程度感到非常震惊，”肯尼说。“它们基本上什么都不吃。如果这转化为我们人类，那将是一个大问题。”
对抗食物
研究食物成瘾的棘手之处在于，与可卡因或酒精不同，人类不能完全戒掉它——无论是彻底戒掉还是不戒掉。“你真的不能戒掉食物，”阿韦纳说。而且，由于数百万年的进化选择，人类天生就被设定为寻找高热量食物，以帮助我们度过贫乏时期。但是，在富裕国家，以狩猎、采集和耕作为生现在只不过是一种小众的生活方式选择，大脑被设置为奖励超高热量零食，这更多的是一种危害，而不是帮助。
“从某种意义上说，我们都对食物上瘾，”肯尼说。他指出，然而，今天广泛可用的许多食物，比如芝士汉堡和奶昔，就其卡路里含量而言，就像超级食物一样。“这种能量密集的东西对我们人类来说是非常新的。它可能会破坏大脑回路，”他说。
然而，与大鼠不同，大多数人都知道，许多高脂肪食物不是明智的选择，尤其是大量食用时。但是，许多人仍然继续超过基本能量需求地进食，增加不必要的体重，并可能加强不健康的行为。因此，研究人员设计了一个实验，试图与大鼠进行类比，训练它们在看到某种光线提示时会预期会受到电击。与喂食鼠粮的同类相比，习惯于高脂肪饮食的肥胖大鼠即使知道电击即将来临，也会继续狼吞虎咽。
尽管目前的工作重点是高脂肪食物，但肯尼指出，完整的神经化学和行为变化可能是由于“糖和脂肪的结合”造成的。阿韦纳和她的同事一直在努力解析潜在成瘾性食品中的各种营养成分，以及它们对大脑有什么影响。例如，他们发现，暴饮暴食脂肪的动物和暴饮暴食糖的动物会经历不同的生理效应。“它们以非常不同的方式影响大脑，”阿韦纳说。
击败健康饮食的强大组合可能实际上是这两种成分的神经效应的结合。而且，事实上，肯尼研究中实验室大鼠的甜点似乎是含有大量脂肪和糖的食物：芝士蛋糕。确切地说，是莎莉·安，肯尼报告说。