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编者注：以下是摘自大卫·林登所著《快乐罗盘：我们的大脑如何让高脂肪食物、性高潮、运动、大麻、慷慨、伏特加、学习和赌博感觉如此美好》一书中的章节节选。版权 (c) 2001 年归大卫·林登所有。
在对受试者的食物摄入量和能量消耗进行数周至数月的仔细监测（这往往可以平均日常波动）的研究中，观察到消耗的卡路里和燃烧的卡路里之间存在显着的平衡。当各种哺乳动物，从老鼠到猴子，被过度喂养或饥饿几周后，当重新自由获取食物时，它们的体重很快恢复到正常水平。至关重要的是，我们的哺乳动物身体似乎能够根据我们消耗的食物中可用的能量量来调节进食，而不仅仅是根据食物的体积。举一个例子：当给几组大鼠喂食不同浓度的营养液时，它们会调整消耗的体积，以实现恒定的卡路里流入。这很像你家里的恒温器：当它的温度计记录到温度下降时，它会向加热器发送信号，加热房屋，直到达到所需的设定点。
这些观察结果表明，大脑必须接收来自身体的信号，表明其体重，并且大脑利用这些信号来调节食欲和能量消耗，以便将个体的体重维持在相当窄的范围内。这些信号在位于大脑底部的结构下丘脑中接收。下丘脑参与控制许多基本的、潜意识的驱动和反射，包括性、进食、攻击、饮水和体温调节。当大鼠下丘脑的特定亚区域，即腹内侧区受到损伤时，它们会变得肥胖。它们的行为就像饥饿一样，并通过增加食物摄入量和减少能量消耗来补偿。相反，当下丘脑的不同部分，即外侧区被破坏时，大鼠的行为就像它们被过度喂养一样。它们减少了食物摄入量并增加了能量消耗，从而变得危险地瘦弱。这不仅仅是老鼠的把戏：这些实验已在各种哺乳动物中重复进行，并且下丘脑腹内侧区受损（通常是由于邻近的垂体瘤）的人类也会增加食物摄入量并变得肥胖。
这个模型提出了一个显而易见的问题：你的下丘脑如何知道你的体重？让我们退后一步，扮演上帝的角色片刻。如果你想构建这个系统，你会怎么做？通过测量血糖？脂肪沉积？核心体温？脚底的压力？
这一切仍然是一个谜，直到 1994 年，杰弗里·弗里德曼和他在洛克菲勒大学的同事报告了他们对两种突变小鼠品系的观察结果，一种称为肥胖型，另一种称为 db 型。（这些突变不是科学家使用基因技巧创造的，而是在繁殖群体中自发产生的。）这两种品系的小鼠都非常肥胖，这种特性像眼睛颜色一样，以简单的显性遗传模式遗传给它们的后代。这表明肥胖型和 db 型小鼠品系的肥胖都是由于每种情况下的单个基因突变造成的。弗里德曼的研究小组能够追踪到肥胖型小鼠的突变，并发现它阻止了一种特定蛋白质激素的产生，他们将其命名为瘦素。瘦素蛋白仅由脂肪细胞分泌。当对 db 型小鼠进行类似的分析时，发现被破坏的 db 基因负责编码一种充当瘦素受体的蛋白质：当它在细胞表面结合循环瘦素时，它会在细胞内部引发一系列生化反应。最令人兴奋的是，瘦素受体在下丘脑的神经元上强烈表达，而下丘脑的这些区域在被破坏时会导致肥胖或消瘦。
因此，借助弗里德曼的关键发现，我们现在对下丘脑如何感知体重并利用该信息将其维持在狭窄范围内有了一个合理的假设。当体重增加时，身体脂肪量增加，并且由于脂肪细胞分泌的瘦素量与其质量成正比，因此瘦素水平也会随之升高。瘦素在血液中循环并进入大脑，在那里它被下丘脑神经元上表达的瘦素受体感知。瘦素对这些神经元的激活抑制食欲并增加能量消耗。当体重减轻时，系统以相反的方向工作：脂肪减少意味着循环瘦素水平降低、食欲增加和能量消耗减少。
到目前为止，支持这一假设的证据相当有希望。血液中的瘦素水平确实随着体重增加而升高，随着体重减轻而降低。向肥胖突变小鼠注射瘦素会导致它们减少食物摄入量并减轻体重（即使将微量剂量直接输送到下丘脑，这些注射也有效）。向 db 型突变小鼠注射瘦素没有效果，因为下丘脑中没有瘦素受体来激活外源性瘦素。
在那些病态肥胖的人中，只有不到 1% 的人携带破坏瘦素基因功能的 DNA 突变——这种低发生率并不令人惊讶，因为缺乏瘦素的人类和小鼠都具有生育能力，因此这些突变不容易遗传给后代。
经企鹅出版集团（美国）公司旗下 Viking 成员许可转载自大卫·林登著《快乐罗盘》。版权 © 2011 年归大卫·J·林登所有。