腸道在我們的空間記憶中有發言權嗎？腸腦軸或許是人體的「指南針」

越來越多的研究證明我們的腸道對於我們的整體健康和幸福狀況比我們之前認識的要重要得多。腸道是否也在記憶和定位中發揮作用呢，如果是的，為什麼呢？

法國著名小說家馬塞爾·普魯斯特的著名長篇小說《追憶似水年華》中有這樣一個場景，故事中的人物把瑪德萊蛋糕浸泡在茶水中吃，他開始記起在鄉下度過的童年時光。他是這樣描述的：帶著點心渣的那一勺溫暖的茶水一碰到我的上顎，頓時使我渾身一震，我注意到我身上發生了非同小可的變化。突然，回憶出現了。那點心的滋味就是我在貢布雷時某一個星期天早晨吃到過的「小瑪德萊娜」的滋味，我的萊奧妮姨媽過去經常送給我吃。

我們曾經嘗過的食物或飲料的味道會喚起我們對過去所待過的地方和過去所經歷的事情的記憶，相信這是我們所有人都很熟悉的。如果去問任何一個人，他們是否記得他們吃過的最好吃的食物，他們可能都可以非常詳細的描述吃的是什麼，在哪裡吃的，甚至都可以具體到哪一條街，哪一個十字路口，周邊的環境怎樣等等。

但是，食物在我們的記憶中的作用遠不止這些。事實上，我們的腸道向我們的大腦發出的信號似乎在幫助我們如何在我們所居住的世界中快速定位或導航方面一直很好地為我們服務，而且它們已經這樣做了數千年。

這是美國南加利福尼亞大學的研究人員最近在《Nature Communications》雜誌上發表的一項研究中發現的，該項新研究為「食物在記憶中的重要性」提供了一種可能的解釋。

腸道如何幫助大腦定位

研究人員認為，我們的腸道傳遞給我們的大腦的信號在幫助我們記住地標、在世界上快速定位與導航方面起著至關重要的作用。

腸道與大腦之間的溝通是通過迷走神經來實現的；迷走神經是自主神經系統中最大的神經，而自主神經系統是幫助自主調節人體基本的身體機能的神經系統。迷走神經也是人體最長的神經，也被科學家們稱之為連接「兩個大腦」的高速公路，一頭是位於我們頭部的顱腦，而另一頭是位於我們胃腸道中的腸腦。迷走神經是告訴我們肚子已經飽了並放下筷子的關鍵，因為它幫助我們將胃部的生化信號傳遞到大腦中最原始的部分——腦幹。

迷走神經還將腸道和大腦連接到一起，或者更具體地說是腦幹。研究人員認為，通過迷走神經，然後是腦幹，腸道會將信號發送到大腦中稱為海馬體的部分，這也是記憶形成和記憶喚起的地方。腸道會「提示」大腦特別注意我們在哪些地方吃過哪些特定的食物。

破壞腸腦連接相當於擾亂了人體的「指南針」

研究人員通過使用大鼠模型進行了一系列的實驗來測試其中的一些想法。

他們通過迷走神經切斷腸道與大腦之間的交流後，動物無法記住它們所移動的空間的關鍵信息，因此它們無法定位自己。

當切斷腸道與大腦之間的交流時，海馬依賴性的記憶出現障礙，而這些記憶障礙通常伴隨著海馬體中有害的神經生物學結果。

具體來說，當腸道與大腦之間的交流被破壞時，大鼠大腦中腦細胞發育的標誌物以及新神經連結的發育都受到了影響。然而，這種破壞並沒有影響動物的焦慮水平或體重。

這是一種古老的機制

但是，這一作用機制的意義是什麼呢？它的重要性也許可以追溯到它在人類遠古歷史中所扮演的角色，因為當時的人們不得不每天去尋找食物。

在那個時候，腸道與大腦之間的互作就像現在的電子地圖導航App一樣特別重要。那時候的人們可以記住他們找到食物並收集食物的地點，以便於多次返回。

當動物們找到食物並享用時，迷走神經會被激活，而這個身體內部的「全球定位系統」（GPS）就會開始工作。對於動物來說，記住它們的外部環境是非常有益的，這樣它們就可以再次獲得食物；人類亦是如此。

簡而言之，這種「腸道-大腦信號」使我們能夠了解哪裡可以找到現成的食物來源，從而省去了我們重新開始尋找食物的麻煩，這將耗費我們大量的精力和時間。

總之，迷走神經是胃腸道與大腦之間神經交流的主要途徑。迷走神經調節的胃腸道信號可以激活大腦的記憶中樞——海馬體。來自胃腸道的內源性迷走神經傳入信號通過促進記憶相關神經營養信號通路和神經信號傳導途徑的表達來調節海馬依賴性的情景記憶和空間工作記憶。腸腦軸或許在人體中發揮著「指南針」或「GPS導航系統」的作用。

這一發現也具有直接的臨床意義，因為一些常見的減肥手術，比如部分切除迷走神經信號和慢性迷走神經阻滯（chronic vagus nerve blockade）最近被美國食品和藥品管理局批准用於肥胖治療。未來深入調查胃腸道和海馬體以及大腦其它區域之間傳遞能量相關信號的神經內分泌和神經通路，將為進一步了解腸腦軸在認知控制中的複雜作用提供新的見解。

圖片均來自網路

參考文獻：Suarez, A. N., et al. (2018). "Gut vagal sensory signaling regulates hippocampus function through multi-order pathways." Nature Communications 9.

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