脑科学解释了为什么你喝海水不解渴
当你口渴时,一大口淡水会立即缓解。但吞下一些咸咸的海水,你仍然会感到焦躁。
加州大学旧金山分校生理学副教授,霍华德休斯医学研究所的研究员扎卡里奈特说,这是因为你的大脑正在努力将你体内的盐浓度保持在一个非常狭窄的范围内。“例如,如果你经历了10%的变化,你会非常恶心,”他说。“变化20%,你可能会死。”
奈特和一组研究人员想知道大脑是如何阻止这种情况发生的。他们在周三发表在“自然”杂志上的一篇文章中报告了他们的搜索结果。“必须有一种机制让大脑跟踪你喝的溶液是多么咸,并用它来微调口渴,”奈特说。“但机制尚不清楚。”
因此Knight的团队开始研究被称为口渴神经元的脑细胞。首先,该团队将淡水直接吹入一些口渴的老鼠的胃里。“在一两分钟之内,将水注入胃中会迅速关闭大脑中的这些口渴神经元,”Knight实验室的研究生Chris Zimmerman说。“而且不仅仅是这样,”齐默尔曼说,“如果我们让[老鼠]获得水,它根本不会喝水。”接下来,该团队使用咸水重复实验。而这一次,干渴的神经元继续存在,动物们一直在寻找能够降低体内盐分浓度的淡水。
更多研究揭示了该系统的工作原理。肠道中的细胞不断测量咸味,并将这些信息传递给大脑中的口渴神经元。“真正令人兴奋的不仅是我们从肠道到大脑发现了这一新信号,而且我们发现它在控制我们的行为方面具有非常特殊的作用,”齐默尔曼说。
一个第二项研究中自然着眼于不同的系统,也影响食盐的摄入量。“我们想知道钠的食欲是如何被大脑调节的,”加州理工学院生物学助理教授,该研究的作者Yuki Oka说。Oka的团队所做的第一件事是使用一种称为光遗传学的技术来打开钠的食欲神经元。对小鼠的影响是立竿见影的。“他们拿起一块岩盐然后开始吃它,”奥卡说。
当团队关闭钠食欲神经元时,动物停止吃盐。但是,当没有科学家翻转开关时,这个系统如何工作?以前的研究表明,部分答案涉及测量血液中盐浓度的细胞。但奥卡的团队认为可能不是完整的答案,因为动物的饮食中只需要少量的钠。所以他们需要在血液中的浓度开始上升之前停止食用盐。
科学家们认为必须在某个地方进行第二次“关闭开关” - 一次可以更快地翻转。他们在动物的味蕾中发现了它。“当你把钠盐放在舌头上,然后,当你尝到它时,这足以抑制钠的食欲神经元,”奥卡说。这就是我们在消耗有害剂量之前停止食盐的方法。加州大学旧金山分校的科学家解释说,运动饮料含有与我们体内完全相同的钠浓度;这就是饮料如何在不触发大脑“停止食盐”反应的情况下取代钠。