nature：解释日常行为背后的细胞与脑环路基础学术资讯

内容来源：南开大学

为什么人吃了咸的薯片后想喝水，为什么在运动后想喝功能性饮料？大脑是怎样感知并作出调节的？美国东部时间10月14日，国际顶级学术期刊《自然》（Nature）杂志在线发表了一项来自美国加州理工学院Yuki Oka教授研究团队的最新成果，能够解释这一人人都经历过的日常行为背后的细胞与脑环路基础。值得关注的是，该论文的第二作者王童彤是来自南开大学基础学科拔尖学生培养计划——伯苓学院生物伯苓班的本科生。

图1：调控两种渴觉状态的细胞基础的示意图。高渗透压口渴激活Rxfp1+神经元，动物寻求纯水以稀释血液；低血容量口渴激活Pdyn+神经元，动物同时摄入水和盐（矿物质）溶液以维持内环境稳态。

据介绍，外周感觉系统，例如嗅觉和味觉，可以通过不同的细胞类型检测多种不同的信号。作为中枢感觉系统的大脑，可以调控至少两种类型的渴觉，虽然两种渴觉都会引起液体摄入的行为，但对溶质的偏好却截然不同，以维持内环境稳态。然而，实现特定行为的神经基础仍不清楚。

图2b：不同渴觉状态下，小鼠对纯水（灰色）和NaCl溶液（红色）的摄入量。

该研究揭示了当体液渗透压升高时，哺乳动物会寻求纯净水以稀释血液；当因为出汗等原因流失体液时，哺乳动物又会同时寻求水和盐（矿物质）溶液以维持内环境稳态。这项工作首次阐明了大脑是如何区分并调节这两种渴觉状态的，并通过优化的单细胞转录组测序方法首次揭示了具有特定调控功能的神经元类群，进一步成功通过光遗传学方法复现了液体摄入表型，验证了神经元类群功能和行为之间的因果关系。研究结果表明中枢感觉系统存在，由不同类型细胞介导不同生理状态的这一模型。